建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)探究

時(shí)間:2022-08-04 09:58:13

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建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)探究

摘要:本文簡(jiǎn)述了建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的內(nèi)涵,分析了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀及應(yīng)遵循的原則,并對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)的方法與措施進(jìn)行了探討,以供參考。

關(guān)鍵詞:建筑工程;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);抗震設(shè)計(jì)

在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)人員一定要了解地震中地面運(yùn)動(dòng)對(duì)周圍建筑造成的破壞,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,嚴(yán)格按照抗震等級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì),相關(guān)的抗震性能指標(biāo)也要符合設(shè)計(jì)要求。最終確保構(gòu)件質(zhì)量、結(jié)構(gòu)型式、設(shè)計(jì)外形都達(dá)到設(shè)計(jì)要求,在地震發(fā)生時(shí)建筑可以表現(xiàn)出很好的抗震性能,將地震對(duì)人們生命及財(cái)產(chǎn)造成的損失降到最低,確保居住人們的安全。

1建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的內(nèi)涵

由于地震是一種難以預(yù)測(cè)的自然災(zāi)害,一旦發(fā)生帶來的直接后果十分嚴(yán)重,所以,應(yīng)該從提高建筑結(jié)構(gòu)整體的抗震性能出發(fā),加強(qiáng)其抗震設(shè)計(jì)。具體來說,在建筑工程建設(shè)期間,相關(guān)企業(yè)和工程師需要結(jié)合實(shí)際情況來綜合考慮建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì),不同結(jié)構(gòu)單元之間應(yīng)該采取有效分離或連接的方式。一般情況下,建筑應(yīng)該采用加強(qiáng)連接的方式,設(shè)置多道抗震防線來避免或減小地震后余震對(duì)建筑本身的破壞。而正確處理不同構(gòu)件間的強(qiáng)弱關(guān)系有利于形成多道防線,以此來提高整個(gè)建筑的抗震性能。只有保證建筑構(gòu)件具備較強(qiáng)的穩(wěn)定性、剛度以及延性等特征,才能在真正意義上體現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能,進(jìn)而保證建筑結(jié)構(gòu)的完整性。

2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

當(dāng)發(fā)生地震之后,在地殼中會(huì)快速釋放能量,在能量傳播的過程中出現(xiàn)振動(dòng),同時(shí)還伴有地震波的發(fā)生,地震屬于一種自然現(xiàn)象,當(dāng)?shù)厍虬鍓K和板塊之間相互擠壓碰撞,就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)動(dòng)和破裂,振動(dòng)波會(huì)從震源向地面擴(kuò)散。地面建筑如果隔震措施不完善,就會(huì)整體坍塌、墻體裂縫、建筑傾斜等問題。傳統(tǒng)建筑抗震設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)工程師不重視抗震設(shè)計(jì),導(dǎo)致地震發(fā)生后很多建筑發(fā)生整體性坍塌,造成大量人員傷亡,在08年汶川地震之后的震害調(diào)查顯示,在相同地區(qū)嚴(yán)格執(zhí)行01抗震規(guī)范設(shè)計(jì)的建筑出現(xiàn)重大危害的情況相對(duì)較少,而多數(shù)出現(xiàn)較大震害的建筑為未經(jīng)設(shè)計(jì)或設(shè)計(jì)位嚴(yán)格執(zhí)行01抗震規(guī)范,從事建筑的各個(gè)行業(yè)都逐漸認(rèn)識(shí)到抗震設(shè)計(jì)的重要性和必要性,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也將抗震設(shè)計(jì)作為重要的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。

3建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則

3.1規(guī)則性原則

建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中要遵循規(guī)則性原則,規(guī)則建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件布置規(guī)則可以緩解地震造成的破壞,對(duì)不同的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),確保設(shè)計(jì)建筑外觀的規(guī)則性,這樣不僅可以保證建筑外觀的美觀,提高視覺效果,當(dāng)發(fā)生地震之后,由于建筑自身規(guī)則或?qū)ΨQ,那么所發(fā)生的位移也是有一定規(guī)律的,雙向受力和變形可以基本保持一致,如果建筑外形設(shè)計(jì)不均勻,那么在雙向地震作用時(shí)受力和變形出現(xiàn)嚴(yán)重偏差,同層構(gòu)件、層與層之間位移差過大引起結(jié)構(gòu)性破壞。抗震縫設(shè)計(jì)要科學(xué),如果建筑要求有不規(guī)則的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),簡(jiǎn)單有效的方式就是設(shè)置抗震縫將不規(guī)則建筑分隔為規(guī)則的若干塊規(guī)則單體建筑,在最大程度上保證房屋整體結(jié)構(gòu)的抗震性能。

3.2連續(xù)性原則

對(duì)建筑進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)中一定要遵循連續(xù)性,結(jié)構(gòu)構(gòu)件水平、豎向的連續(xù)是結(jié)構(gòu)體系抗震性能的保障,結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)不連續(xù),引起建筑整體在構(gòu)建不連續(xù)處剛度突變,在局部區(qū)域引起應(yīng)力集中,引起結(jié)構(gòu)局部破壞。在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,建筑平面的規(guī)則性和豎向的規(guī)則性都對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能有重大影響,平面不規(guī)則對(duì)建筑扭轉(zhuǎn)不利,建筑豎向不規(guī)則對(duì)地震水平力的豎向傳導(dǎo)不利。頂部凸出就是豎向不規(guī)則的一種,突出部分剛度、高度都要嚴(yán)格控制,如果發(fā)生地震,在震動(dòng)后就會(huì)出現(xiàn)鞭梢效應(yīng),在建筑頂部凸出部分出現(xiàn)地震水平力成倍放大,對(duì)房屋造成的損害非常大。

3.3構(gòu)件布置簡(jiǎn)潔性

結(jié)構(gòu)構(gòu)件布置簡(jiǎn)潔,結(jié)構(gòu)體系的豎向和水平荷載的傳導(dǎo)明確直接。構(gòu)件布置越簡(jiǎn)潔,結(jié)構(gòu)整體或構(gòu)件的內(nèi)力與變形分析結(jié)果與結(jié)構(gòu)實(shí)際受力與變形越一致,有利于設(shè)計(jì)時(shí)做出有效的補(bǔ)強(qiáng)措施,提高建筑的抗震性能。

4建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震設(shè)計(jì)的方法與措施

4.1采取滑動(dòng)抗震的設(shè)計(jì)方式

很多建筑結(jié)構(gòu)中進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí),都選用了摩擦滑動(dòng)技術(shù),為了將抗震效果達(dá)到最佳,通常會(huì)和限位裝置一起配合使用。當(dāng)前使用的水平滑移材料有很多種,例如有石磨砂漿、聚四氟乙烯滑板、滑石粉、不銹鋼板等,該技術(shù)在運(yùn)用過程中科學(xué)使用了滾軸、滾珠,二者具有很好的幾何復(fù)位效果,對(duì)于摩擦擺隔震系統(tǒng)而言,主要應(yīng)用了滑動(dòng)支撐技術(shù)和多層橡膠技術(shù),要求不銹鋼的表面必須是凹球面,具體在建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)用之后,在結(jié)構(gòu)自重的作用下產(chǎn)生恢復(fù)力,施工設(shè)計(jì)中使用的摩擦滑移裝置具有很好的初始剛度,地震發(fā)生之后這一結(jié)構(gòu)可以在水平方向進(jìn)行滑移,但卻沒有增加結(jié)構(gòu)的剛度,避免這一建筑結(jié)構(gòu)遭到地震的破壞。如果發(fā)生了小型地震,應(yīng)用的摩擦裝置會(huì)產(chǎn)生很大的摩擦力,有效抑制結(jié)構(gòu)發(fā)生水平位移,這樣建筑整體結(jié)構(gòu)和地面都會(huì)在同一個(gè)運(yùn)動(dòng)節(jié)奏上,地震的水平力增大后,如果超過了這一裝置的最大摩擦力,在裝置的滑移面發(fā)生滑移,摩擦滑移裝置在最大程度上發(fā)揮其隔震作用,實(shí)際傳遞到建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的地震力就會(huì)變小,雖然地面震動(dòng)變得激烈,但是建筑震動(dòng)幅度并不大,有效避免了結(jié)構(gòu)發(fā)生的破壞。

4.2采取加強(qiáng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震的設(shè)計(jì)方式

設(shè)置多道抗震防線,設(shè)計(jì)使建筑有足夠的剛度和變形能力,使結(jié)構(gòu)構(gòu)件體系能有效抵抗地震作用下產(chǎn)生的地震力。設(shè)置必要的抗力構(gòu)件和吸能構(gòu)件,抗力構(gòu)件抵抗地震作用時(shí)建筑所承受的地震作用力,吸能構(gòu)件通過破壞等方式吸收消耗地震能量,保護(hù)其他重要構(gòu)件的安全。抗力構(gòu)件既要有足夠的剛度,還得有一定的協(xié)調(diào)變形能力,足夠的剛度為保證在地震作用下大部分內(nèi)力有這部分構(gòu)件承擔(dān),一定的協(xié)調(diào)變形能力為保證耗能構(gòu)件先于破壞吸收消耗地震能量,從而保證結(jié)構(gòu)安全。耗能構(gòu)件作用主要是在地震作用時(shí)吸收消耗地震能量,是結(jié)構(gòu)體系中首先破壞的構(gòu)件,其破壞后吸收地震能量,結(jié)構(gòu)體系內(nèi)力重分布,但同時(shí)又不影響結(jié)構(gòu)體系的整體安全。

4.3分析建筑結(jié)構(gòu)隔震的處理技術(shù)

為了達(dá)到很好的抗震效果,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中可以選用不同的抗震處理方式,其中懸掛隔震作用效果好,因此在設(shè)計(jì)中被廣泛應(yīng)用。懸掛隔震設(shè)計(jì)原理是將所有結(jié)構(gòu)重量都懸掛起來,這樣當(dāng)發(fā)生地震后,地面會(huì)發(fā)生震動(dòng),但是由于和地面接觸的結(jié)構(gòu)重量都被懸掛后,地震波就不會(huì)將破壞力傳遞到建筑上層,傳遞的破壞力十分有限,產(chǎn)生不了慣性力了,最終起到很好的隔震作用。一些大型的鋼結(jié)構(gòu)中很大范圍使用這種隔震方式,因?yàn)榇笮弯摻Y(jié)構(gòu)主要材料為鋼,鋼構(gòu)結(jié)構(gòu)自重較輕,應(yīng)用這種懸掛隔震措施有一定的優(yōu)勢(shì),操作簡(jiǎn)單,作用效果好,提高建筑整體的隔震效果。大型鋼結(jié)構(gòu)重量都分布在主框架、子結(jié)構(gòu)上,在子結(jié)構(gòu)框架中使用吊桿進(jìn)行懸掛,將離主框架與子結(jié)構(gòu)進(jìn)行隔離,發(fā)生地震后,只有主要的承載結(jié)構(gòu)會(huì)承受地震波,而所有的懸掛裝置都不會(huì)受到地震波的影響,有效控制結(jié)構(gòu)在地震發(fā)生時(shí)的反應(yīng)幅度。當(dāng)?shù)卣鸩▊鬟f到懸掛位置后,破壞力會(huì)被削弱,建筑結(jié)構(gòu)中的子結(jié)構(gòu)不會(huì)受到慣性力的破壞。

5結(jié)語

綜上所述,通過以上對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)分析,在設(shè)計(jì)中必須遵循規(guī)則性和連續(xù)性,保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)符合國家標(biāo)準(zhǔn),建筑不同結(jié)構(gòu)之間有很好的聯(lián)系,將建筑形成一個(gè)整體,做好建筑的隔震設(shè)計(jì),當(dāng)發(fā)生地震后,通過隔震作用傳遞給建筑上層的破壞力減少,當(dāng)?shù)孛姘l(fā)生運(yùn)動(dòng)后,由于建筑是一個(gè)整體結(jié)構(gòu),各個(gè)結(jié)構(gòu)之間的連接性很好,建筑結(jié)構(gòu)對(duì)稱,這樣不會(huì)出現(xiàn)局部受力較大,進(jìn)而破壞整體結(jié)構(gòu)效能的問題,有效保證建筑結(jié)構(gòu)的安全。

作者:唐福 單位:貴州新基石建筑設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司

參考文獻(xiàn)

[1]薄睛心.淺議建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震措施[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2014,22:229.

[2]朱桂明.芻議建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)分析[J].江西建材,2015,04:23.

[3]李小華.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)分析[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2016,19:35-36.