张宇
(河北大地建设科技有限公司 050021)
优良的建筑抗震结构设计,最主要的性能体现在建筑的抗震性能上。采用有效的建筑抗震结构设计方法,是进行建筑结构抗震设计的基础环节。抗震设计是建筑结构设计的基础,必须综合建筑设计以及结构设计的相互配合,才能更好地完成建筑结构抗震设计的目的。
建筑抗震结构设计主要是对建筑的抗震结构采取针对性的措施,达到建筑物的结构产生抗震的效果和目的。建筑抗震指标主要通过采用国家地震局颁布的地震烈度表相对照,在建筑结构设计中采取有效方法,来应对不同频率和强度的地震对建筑物造成的影响。在建筑结构的抗震设计规范中,我国目前的抗震目标,主要是“小震不坏,中震可修,大震不倒”。
抗震结构设计的目标:
(1)低烈度的地震情况下,所设计的建筑结构达到抗震的目的。建筑物在低烈度地震前。不被损坏,也不用修理,能继续使用。
(2)在中烈度的地震情况下,所设计的建筑抗震结构有轻微的损伤。但是可以通过修理能达到建筑物正常使用的目的。
(3)当遇到高烈度的地震情况,进行建筑结构抗震设计的建筑物不倒塌是建筑结构抗震设计的基本要求。虽然建筑可能会受到严重的破坏,但是由于抗震结构设计的处理,建筑物能够达到不倒的目的,减少人员、物质的损失。
不同的工程地质条件,面对地震的破坏的情况下呈现的建筑损失,往往会有明显的不同。所以在建筑结构设计过程中,要趋利避害对建筑物的场地的选择要进行科学的评测。尽可能地降低地震灾害给建筑物带来的巨大破坏作用。选择有利的地质条件进行建筑物的建设。
同时对于不能选择建设场地的建筑物的抗震设计,就要按照建筑物的场地以及地质条件,对地基进行抗震强度的处理。加强地基的处理,采用地基液化,加强地基上部结构的整体性和刚度,消除造成地基液化沉陷的现象。从而达到建筑物抗震的目的。
2.1 建筑抗震结构设计的选型原则
在建筑抗震结构设计中,建筑平立面的高度、质量分布要做到均匀对称。对称结构在抗震结构设计中是重要原则,建筑结构的对称能够对地震的作用力起到扭转作用。并且建筑结构各部位受力均匀,能有效地达到抗震的效果。
2.2 在建筑抗震结构设计中要力求建筑选型的简单规则,避免建筑结构凹角结构的出现。这种结构在建筑结构设计中对抗震能力有重要的影响。所以在建筑抗震结构设计中,尽可能的避免凹结构的出现,同时还要注意房屋平面结构的总长度不宜过长,减少影响建筑结构抗震能力的消极因素。
房屋的结构设计,主要是由纵向、横向承重构件和楼盖儿组成的具有一定刚性的空间结构体系。在抗震结构设计中,增强结构空间的整体性以及结构的刚度,是整体建筑的结构具有稳定性。现在主要采用现浇钢筋混凝土结构,这种结构具有整体性好,水平高度较大的优点,是理想的抗震结构。钢筋混凝土结构能够消除建筑结构中的滑聚、散落现象,能有效地提高房屋结构的稳定性。增强建筑结构的整体刚度,通常在现浇混凝土结构中适当的部位增设建筑结构构造柱,同时在构造柱位置配置钢筋,能有效达到建筑抗震结构的整体稳定性。从而提高建筑防护的抗震性能。
建筑结构的延展性是建筑结构防止地震作用力的变形的有效措施。所以在建筑抗震结构设计中,建筑结构的延展性以及结构的强度的加强具有重要意义。在普遍采用的混凝土结构中,建筑结构在地震引起的作用力的反应过程中必须要有较强的延展性,这种建筑结构的塑性变形能够体现在建筑构件的延展性形成。
(1)在实际操作中,建筑抗震结构要选择一个塑性变形较强的设计方案。通常在建筑抗震结构设计中,采用“柱张柱弱梁”的模式。在实际抗震效果中这种方式能够有效的降低地震对建筑带来的侧力、弯矩等影响,从而达到建筑抗震设计的目的。
(2)在抗震结构设计中,主要还是通过人为地增大各种建筑构件的抗剪能力。通常所说的强剪弱弯,这种模式能够在发生强烈地震的情况下,在结构延展性没有充分发挥出来之前强剪弱弯的模式,能够有效地消除地震的作用力。
(3)在抗震结构重要的构造柱部位,通过箍筋加密,限制轴压比等措施,提高构造住重要部位的塑性转动能力和塑性耗能能力。
建筑抗震结构的设计过程,对各环节的构件以及结构进行参数计算、分析。用具体数据来验证抗震结构的合理性,并且在实际应用中要建立起正确的结构计算模型,能够通过计算机软件对建筑抗震结构的相关数据进行技术分析。同时要符合建筑抗震结构相关的国家技术规范和相关标准。目前我们采用结构计算理论剪摩理论和主拉应力理论它们有各自的适用范围:砖砌体一般采用主拉应力理论,而砌块结构可采用剪摩理论。对计算机的计算结果,应经分析判断确认其合理、有效后方可用于工程设计。结构计算控制的主要计算结果有结构的自振周期、位移、平动及扭转系数、层间刚度比、剪重比、有效质量系数等。另外,地下室水平位移嵌固位置,转换层刚度是否满足要求等,都要求有层刚度作为依据。总之,高层结构计算很难一次完成,应根据试算结果,按上述要求多次调整,才能得到较为合理的计算结果,以保证建筑物的安全。
[1]翁启锋.建筑结构的抗震设计分析[J].科技资讯,2010(21).
[2]刘程彦.建筑结构的抗震设计探讨[J].四川建材,2010(01).