建筑工程结构设计中对抗震问题的分析杨帆
发表时间:2018-12-20T16:59:17.523Z 来源:《防护工程》2018年第23期作者:杨帆
[导读] 建筑结构的抗震设计如何直接关系到其整体的使用质量,虽然地震的发生我们无法对其进行控制
中国建筑第八工程局有限公司西北分公司陕西省西安市 710075
摘要:建筑结构的抗震设计如何直接关系到其整体的使用质量,虽然地震的发生我们无法对其进行控制,但是却可以采用相应的措施提高建筑结构的抗震性能,确保其不会因地震的发生而受到影响。
因此,在未来的时间里,建筑工程的设计人员在对建筑进行设计的时候,应该尽可能全面考虑其抗震性,达到对其优化,确保其抗震性能,从而提高建筑的整体质量。
本文对建筑工程结构设计中对抗震问题进行分析。
关键词:建筑工程;结构设计;抗震问题;分析
地震作为破坏力最强的自然灾害,其对于人们的生活及建筑物损坏的程度是毁灭性的,为了防止地震对人类生活及建筑物的过度破坏,实现对人类生命及财产安全的保护,建筑工程必须要在结构设计环节中做好抗震设计。
近年来,在专家、学者的共同专研和努力下,我国建筑工程结构的抗震设计水平得到了显著提升,这帮助我国建筑工程结构的抗震安全性实现了突破,我国的建筑结构抗震设计水平正在逐步完善。
本文对建筑结构设计中的抗震设计具体措施进行分析。
1地震对建筑结构破坏的特点
第一,结构体系方面。
采用“填墙框架的房屋结构,钢筋混凝土框架结构平面内柱上端易发生剪切破坏,外墙框架柱在窗洞处因受窗下墙的约束而发生短柱型剪切型破坏;采用框架一抗震墙体系的房屋结构,破坏程度较轻;采用“底框结构体系的房屋,刚度柔弱的底层破坏程度十分严重;采用“填墙框架体系的房屋,当底层为敞开式框架间未砌砖墙,底层同样遭到严重破坏;第二,刚度分布方面。
矩形平面布置的建筑结构,电梯井等抗侧力构件的布置当存在偏心时,因发生扭转振动而使震害加重;采用三角形、L形等不对称平面的建筑结构,同样在地震作用因发生扭转振动而使震害加重。
第三,地基方面。
在具有较厚软弱冲积土层场地,高层建筑的破坏率显著增高;地基土液化导致地基不均匀沉降,从而引起上部结构损坏或整体倾斜;建造在不利或危险地段的建筑工程,因地基破坏导致房屋损坏。
当建筑结构的基本周期与场地自振周期相近时,因共振效应破坏程度将加重。
第四,构件形式方面。
在框架结构中,通常柱的破坏程度重于梁、板;钢筋混凝土多肢剪力墙的窗下墙通常会出现斜向或交叉裂缝;配置螺旋箍筋的混凝土柱,当层间位移角达到较大数值时,核心混凝土仍保持完好,柱仍具有较大的抵抗能力。
2建筑结构抗震性设计中的相关问题
因为地震对建筑的破坏性极大,因此国家相关部门对建筑抗震设计十分重视。
2.1地质勘察不够详细
钻孔位置布置不恰当、钻孔数量不足、钻探深度不够、对建筑场地未进行认真勘察评价等,影响设计人员做出正确的判断;有时为了图省事采用邻近建筑地质资料,造成基础设计与实际地质情况不相符。
2.2结构空间刚度没有满足要求
我国当前的建筑结构可以概括成竖向、横向承重构件、楼盖等主要部分,结构设计中的每个部分的刚度都应当注意满足建筑稳定性的要求。
在建筑的整体结构当中,竖向抗侧力构件受力要求刚性楼盖体系能够满足工程的需求,保证刚性楼盖的结构空间刚度的合理性,防止在地震作用下加剧建筑结构的损害。
2.3建筑平面及立面布置方面存在的问题
根据相关的建筑规范规定内容来看,建筑平面和立面的布置应该尽量做到简洁、规则,结构的质量与刚度的布置也应该尽可能均匀。
但就我国目前建筑结构设计的现状来看,有部分工程对平面和立面的布置都较为复杂,从而导致质心和刚心无法重合,这样的建筑结构在地震的作用下,必然会出现不同程度的扭转效应,加剧了地震对建筑的破坏性。
在唐山地震和汶川地震中就有很多由于建筑平面和立面布置不合理而造成的灾害。
3建筑工程结构设计中的抗震设计
建筑工程结构设计过程中要尽量分布均匀结构的质量和刚度,而且使建筑的立体和平面结构表现出一种比较规则的感觉。
在发生地震时,建筑物就不会发生严重的扭转现象。
3.1建筑形体及构件布置的规则性
平面不规则的主要类型有:扭转不规则、凹凸不规则、楼板局部不连续,具体可以体现到对结构分析软件的计算结果的分析判断,如扭转不规则,体现在:位移比不宜大于1.2且不应大于1.5,周期比对于A级高度建筑不应大于0.90,竖向刚度不规则的主要类型有:侧向刚度不规则、抗侧力构件不连续、楼层承载力突变等,如侧向刚度不规则就要求本层的侧向刚度不小于相邻上一层的70%。
及其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%等。
如设计结果不满足,设计人员应对模型重新进行分析,调整梁柱布置及截面,尽量做到使结构规则。
如确实满足不了,则应对薄弱部位进行重点加强。
如平而规则而竖向不规则的建筑,刚度小的楼层的地震剪力,规范要求乘以不小于1.15的增大系数。
3.2谨慎选择抗震结构
谨慎选择抗震结构是有效提高建筑结构抗震性能的重要保障,通过选择强度较优、刚度较高的建筑主体结构设计方案,能最大限度的降低建筑结构的变形概率,保障建筑物的安全性能。
另外,设计员要认真仔细的分析抗震结构,要进行抗震结构分析时要保证其全面性,部分非结构构件也要在分析中得到体现,尤其是注意对非结构构件的刚度和强度等方面的分析。
对非结构构件的主题部分也要进行必要的考究,针对易出现安全隐患的短柱部位要进行相应的措施,加强短柱部位的抗震能力,防止安全问题的出现,在整体性原则的指导下统筹结构构件和非结构构件。
3.3按照抗震等级对梁、柱以及墙的节点采取相应的抗震构造措施
这样做的目的是为了保证在地震发生的时候,梁、柱以及墙都能够达到抗震的标准。
建筑物的主体常常使用的是钢筋结构,如果钢筋
结构的延性和承载力较好的话,建筑物的抗震能力较强。
所以,为了保证建筑钢筋结构的延性和承载力,在结构设计的时候需要按照强剪弱弯、强柱弱梁、强节点弱构件的原则进行,对柱截面的尺寸进行合理的控制,合理控制柱的轴压比,严格按照构造配件的要求,对节点的构造措施尤其需要加强,提高节点的牢固性和抗震能力。
3.4结构空间刚度方面问题的改进措施
在建筑结构空间刚度的设计上,由于刚性楼盖体系占据着重要的作用,因此对其可以采用现浇楼屋盖,这样不仅能够有效提高房屋的整体性,在一定程度上增加楼板的刚度,而且还会对平面上墙体对齐的要求给予适当的放宽,从而减低地震作用下,对建筑所造成的损坏。
同时,在对建筑结构进行设计的时候,还应该注意平面上上下墙体不对齐的现象,如果建筑结构出现了这种情况,仍需要利用现浇楼屋盖来对其进行处理,这种方法不仅能够起到一定的传递水平力的作用,而且能够增加楼板对墙体的约束,提高建筑结构的整体质量。
结束语:
由此可见,在当前我国建筑行业发展的过程中,对建筑物进行相应的抗震结构设计是很有必要的,这不仅可以使得整个工程项目施工的效益得到保障,还使得建筑物的安全性和稳定性得到进一步的提升。
不过,从当前我国建筑抗震结构设计的实际情况来看,其中还存在着许多的问题,为此我们还要在不断的实践过程中,来对其设计理念进行相应的优化和改进,并且严格根据工程施工的实际情况,来对其进行处理,从而使得建筑工程的施工质量得到保障,促进我国建筑行业的稳定发展。
参考文献:
[1]高层建筑抗震结构设计浅述[J].刘杰,韩育胜.科技资讯.2016(32)
[2]浅析抗震概念设计在建筑结构设计中的应用[J].王鸿飞.建材与装饰.2016(44)
[3]建筑结构抗震设计若干问题的探究[J].吴耀平.建设科技.2017(07)。