诚信白癜风医院浅析建筑结构抗震设计的相关问题
【摘 要】我国是一个地震多发的国家,地震的发生,给我国的经济带来了巨大的损失,也让民众遭受了巨大的伤痛。但是,地震是无法预测和避免的,我们所能做的,就是通过提高建筑结构的抗震性,最大限度的减少人民的财产损失,保证人民的生命安全。笔者就建筑结构抗震设计的相关问题进行了分析研究,为建筑工程的施工设计提供了思路。
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【关键词】建筑结构;抗震设计;抗震措施
据不完全统计,全球每年平均要发生500万次的地震,而中国就占据了全球总数的三分之一,地震造成的死亡人数更是惊人,占据了全球死亡总人数的二分之一,地震带给人们的不仅仅是财产损失,更是无法弥补的心灵的伤害。有分析表明,在地震中,超出半数的人员伤亡都是由于建筑物的倒塌造成的,因此,建筑结构的抗震性成为人们的首要考虑的因素。
1.我国建筑结构物抗震性设计的缺陷
由于我国是地震多发国家,多年以来,我国已形成了符合自己特点的建筑结构的抗震设计方案,但是和国外先进的抗震技术相比,仍有许多不足之处。和国外发达国家的技术相比,我国的抗震规范还有待完善。美国规定,在高烈度地区,要使用高延性等级,而在低烈度地区,则应选用低延性等级,而我国提出的是“三个水准”的目标,即“小震不坏,中震可修,大震不倒”,对于不同的建筑结构来说,这个目标没有普适性,如果笼统的使用同一个目标,势必会影响建筑结构的抗震性,因此,要根据不同的建筑结构选择不同的抗震设计方案,才能有效地保证建筑结构的稳定性。
2.建筑结构的抗震性分析
2.1高层建筑物的钢结构分析研究
在大型的高层建筑中,钢结构是使用最多的一种结构。钢结构具有非常显著的特点,即具有较高的强度,但是同时质量又非常轻,同时,钢结构具有较高的柔韧性,因此,即使需要承受的载荷很大时,也能通过大变形来释放能量。虽然钢结构具有较高的抗震性,但是也有不足之处,就是成本相对较高,因此,在一些小型工程中,钢结构的使用不是很广泛。
2.2框架结构的抗震性能分析
框架结构是很多建筑结构普遍使用的一种结构,空间分隔灵活,自重轻,有利于抗震,节省材料;具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点,利于安排需要较大空间的建筑结构;在原材料的用量上也很节省,在较大空间结构的建筑物的施工中应用很广泛。框架结构设计具有良好的抗震效果,而且可以根据不同的需要,把梁或柱浇筑成成各种需要的截面形状。框架结构和剪力墙结构具有一些相同的特点,因此,在具体的施工过程中,二者常常结合在一起使用,形成了独特的框架―剪力墙结构,在保证抗震性能的同时,也能保证一定的使用空间。
2.3砖混结构的抗震性能分析研究
砖混结构多常见于农村的房屋建造,在现代城市中,除楼梯、阳台等一些附属设施的建造中,其它的建筑结构已经很少使用砖混结构。和框架结构有所不同,砖混结构的承重结构不是梁、板、柱,而是楼板和墙体。砖混结构是以小部分钢筋混凝土及大部分砖墙承重的结构,承重墙体不能有改动,房屋格局的布置没有灵活性,因此,砖混结构在现代建筑中的应用远不如前述三种结构广泛。并且,砖混结构的基本材料是粘土砖,所以,砖混结构的抗震性能也是最差的。
3.建筑结构的抗震设计分析研究
3.1地基的选择分析
由于地震造成建筑物的倒塌,除去地震的直接破坏因素外,场地的地质条件也是不容忽视的。在选择场地时,应先对地质条件进行综合评定。选择建筑场地时,首先应选择有利于建筑结构抗震的坚硬土质地区,避开土质软化的场地,如果无法避免,也应先做好抗震措施。对于易发生地震的地区,不能建造甲、乙、丙三类建筑,并且有研究表明,在土质越软,覆盖层越厚的地区,地震对建筑物的损坏也就越大,后果更加严重。
3.2选择抗震体系的分析研究
影响抗震性能的因素有很多种,施工因素、抗震体系的选择等,都会对抗震性能产生一定的影响。
首先,建筑结构的体型不宜过复杂,空间布置要有规则性,这样,在进行设计方案时,由于建筑物的受力明确,在地震的作用下,建筑结构的实际受力以及内力分析就会更加明确,并且,在进行细部设计时,也相对容易。因此,在遭遇地震灾害时,此类结构物的地震损伤相对较轻。
其次,建筑物的空间规则性关系到地震作用的传递,并且,建筑材料的选择使用情况也会影响到抗震延性。因此,如果建筑结构的体型相对复杂,且不具有相对规则的空间结构,就要设置防震缝。如果建筑结构的平面设计不具有规则性,则有必要在薄弱的位置采取科学有效的防震措置。对于体型复杂的建筑结构来说,如果不设置防震缝,为提高抗震性能,则根据符合实际情况的结构设计准确的模型,做好精确的抗震分析,重点分析易发生损害的部位,如果设置了防震缝,则建筑结构就被分割成形体简单、结构刚度均匀的独立单元,减轻或防止相邻结构单元由地震作用引起的碰撞,减少房屋的扭转,提高结构的抗震性能。
3.3抗震结构体系的选择分析研究
通常情况下,为提高建筑结构的抗震性能,减少在地震中的损害,一般都选择不承担重力载荷竖向支撑墙或者填充墙,或者是具有良好延性的抗震墙作为抗震防线的第一种构件。在框架―抗震墙结构体系中,如果抗震墙遭到破坏,在吸收一定的地震能量后,框架就随即起就承担起防震的作用。此类体系结构的设计思路,既保证了抗震性能,同时又具有良好的强度。如果抗震体系单纯的具有良好的强度,但是延性较低,这样的结构在遭遇地震时,很容易受到破坏,反之,如果抗震体系的延性较好,但是强度较低,在遭遇地震作用时,也容易发生损坏。因此,只有具备合理的刚度和强度分配,重点关注可能出现问题的薄弱部位,保证抗震性能,提高建筑结构的抗震能力。
抗震体系中的延性控制,一般都包括以下两个物理量,一是所研究的部件结构在受到外力作用后所能达到的变形量的范围,二是在变形量达到最大值后,部件结构应具备的承载力的数值。其中,第二物理量是第一物理量的先决条件。因此,为保证抗震结构的延性,保证各部件能充分发挥作用,构件节点的强度应高于构件的连接强度。
4.抗震方法分析研究
在结构设计时,最为简单的就是底部剪力法,根据地震反应谱理论,以工程结构底部的总地震剪力与等效单质点的水平地震作用相等,来确定结构总地震作用的方法。如果结构体系较为复杂,就要选用振型分解反应谱法,这种方法也称规范法,它的核心依据就是振型叠加原理,采取一定的方式叠加起来,得到总的地震作用。如果结构空间特别不规则,则前述的两种方法均不能起到作用,就要选择弹性时程分析方法。
5.结论
由于地震的不可预测性以及不可避免性,在进行结构抗震设计时,会受到很多未知因素的影响,增加了抗震精确计算的难度。因此,为增加建筑结构的抗震性能,不仅仅要依赖于精确定位抗震计算分析,更要重视建筑结构的设计方案。因此,在进行设计时,要多采用结构相对规则的体系,综合评定施工场地的地质条件,做好地震设防工作,加强防震措施,保证建筑结构的抗震性能。
参考文献:
[1]覃绍文.论述建筑结构抗震设计相关问题.广东科技.2009(11).