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建筑结构设计规范_建筑结构设计中的抗震设计

来源:医学论文 时间:2018-12-11 点击: 推荐访问:建筑结构抗震设计论文

【www.ho59.com--医学论文】

  【摘要】随着现代城市的发展,建筑物的外形越来越新颖多变,建筑物的高度也越来越高。这就对建筑的抗震设计要求越来越高,假使建筑结构抗震设计不达标,一旦发生地震灾害,必将给人们带来严重的生命及财产损失。我国现行建筑抗震设计规范的要求,尤其是对高层建筑的体形等多方面有明确限制要求,可见对建筑结构的抗震问题是越发的重视起来。本文就对建筑结构的抗震设计展开简要的分析论述。
  【关键词】建筑结构;抗震设计;优化
  引言
  我国是一个地震多发的国家。地震等灾害的发生,使得人们生命安全和财产造成了严重的损失。同时地震的频发影响了我国经济的建设和发展。甚至大的地震造成了国家人们无法挽回的损失。所以建筑的抗震设计越来越受到关注和研究。下文就对这一问题展开简要的分析探讨。
  一、建筑结构抗震设计的聚焦点
  抗震设计的概念自古以来就是将刚性和柔性(即韧性)赋予建筑物。只靠刚性抵御地震的建筑物是极少的,大多数结构是刚柔兼济以对抗地震。因此抗震设计的实质就是定量地处理建筑物的刚性和柔性之间的关系。所谓“刚”,就是指结构自身应具有较大的刚度和强度,其自振周期较短。与之相反,所谓“柔”就是指结构的刚度较小,其自振周期较长。判断一个建筑物抗震性能好与坏的标准,到底选用刚性结构还是柔性结构,在学术界一度成为很有争议的课题。刚派认为不管怎样延长结构的自振周期,与地震发生共振是无法避免的。而柔派认为结构的刚度应该减小,避免和地震发生共振现象,由此来减小结构的震动。
  二、建筑结构抗震设计的方法
  1、结构类型的选择。进行结构计算之前,应首先对结构的形式进行选择。根据建筑物使用功能,建筑物所在场地条件,选取经济合理的结构形式。
  2、结构的平面布置及竖向布置。结构的平面布置应尽量均匀对称,以使结构质心与结构刚心重合,以避免地震时结构发生扭转破坏。竖向构件尽量连续贯通,保证结构内力传递明确。
  3、结构计算目标及原则。近年来,国内外抗震设防目标的发展总趋势是建筑物在使用期间,对不同频率和强度的地震,应具有不同的抵抗能力,即“小震不坏,中震可修,大震不倒”。根据上述三水准抗震设防目标的要求,在第一水准(小震)时,结构应处于弹性工作阶段,因此,可以采用线弹性动力理论进行建筑结构地震反应分析,以满足强度要求。在第二和第三水准(中震、大震)时,结构已进入弹塑性工作阶段,主要依靠其变形和吸能能力来抵御地震。在此阶段,应控制建筑结构的层间弹塑性变形,以避免产生不易修复的变形(第二水准要求)或避免倒塌和危及生命的严重破坏(第三水准要求)。因此,应对建筑结构进行变形验算。
  三、建筑结构设计中抗震设计的要点
  1、对于建筑外部整体平面布局的设计要求。抗震设计要求结构主体设置变形缝,并规定相应变形缝宽度,是防止在地震时建筑物间晃动、碰撞造成结构主体的破坏,由于轻质外装饰构件会在地震时变形破坏,不会对建筑物主体结构产生约束作用。所以,通过轻质外装饰材料的设置,可以解决由于设置变形缝引来的美观问题,并且不会影响到结构主体抗震性能。
  2、对于住宅类型建筑:由于其使用功能单一,房间分隔墙较多,结构沿竖向布局比较均匀,一般只是平面形状变化较大,只要结构设计师按照建筑平面方案合理布置结构抗震构件,采用框架、框架-剪力墙结构、剪力墙结构等一般常规结构形式都可以满足本地区抗震设计要求。对于高层住宅底部要求设置商业用途的建筑,应该优先选用转换结构体系。有些结构设计人员不愿意做转换结构,认为转换了,结构受力复杂了,造价增加了,往往在设计中过度减小剪力墙长度、剪力墙开较大洞口的方法,来满足建筑对底部大空间的使用要求。但即使是这样做也不会完全适应建筑功能的要求,同时由于剪力墙不适当减少及剪力墙的不合理布置,也影响到建筑整体的抗震性能,造成结构配筋不合理。合理的采用转换结构体系,既不会给建筑物抗震带来不利影响,也不会过多的增加工程整体造价。
  3、对于公建类型建筑:由于其平面使用功能的不确定性,各个楼层间使用功能不统一的特点,故不宜过多采用剪力墙,剪力墙设置应在电梯间、楼梯间等较为固定使用空间的部位。要求建筑设计师在平面布局中加以考虑,在考虑建筑功能需要的同时,也兼顾结构抗震设计的合理性布置。由于建筑高度较高,各层使用荷载较大,使得钢筋混凝土框架柱截面一般较大,即使是采用高标号混凝土的钢筋混凝土柱截面也会很大。对于大跨度的框架梁,也可以多采用型钢结构及型钢混凝土结构,既可以提高建筑的水平抗震性能,也有效的降低框架梁的高度。对于预应力梁的运用,不建议大量使用,虽然预应力梁的采用可以降低框架梁的高度,但其性质类同于普通钢筋混凝土梁,且对梁端约束要求较大,协调变形能力一般。
  4、随着现代科学技术的发展,高层建筑的高度已经不是制约建筑设计的主要问题了,通过计算机软件的抗震模拟计算,使更多的高层建筑的设计方案得以优化。高层建筑设计方案中存在的主要问题是结构体系的选择,随着建筑高度的增加,结构柱截面会增大,剪力墙数量也会增多,对建筑内部平面功能影响较大。一般结构设计师会根据常规经验先选择框架结构,然后框架-剪力墙结构、剪力墙结构,最后选择框筒结构以及钢和混凝土混合结构。认为这样可以节省造价。实际上这是一个误区,只有根据建筑使用功能特点,合理选用结构形式才是降低成本的最好途径。
  四、建筑结构抗震设计的技术
  目前我们采用的隔震技术主要有两种形式,一种是基础隔震,另一种是中间层隔震。使用最广泛的是基础隔震。基础隔震就是在基础和结构之间另设一层,这一层作为隔震层,在隔震层设置一些特殊的隔震器材。隔震器材主要分为隔震支座、减震器、隔震支座和减震器的复合装置。
  1、隔震支座。隔震支座主要有两种,一种是叠层橡胶支座,也称为无铅芯叠层橡胶支座;另外一种是滚动活滑动支撑。应该
  注意的是,这种装置应该设置在轴力变化不大的柱下。
  2、减震器。减震器分为弹塑性减震器、油压减震器、黏性减震器、摩擦型减震器等。减震器具有吸收地震能量、减小结构反应的作用。但是减震器不具有竖向支撑的能力,变形恢复能力也不强。所以,在隔震结构中不能单独使用,必须与隔震支座一起使用。一般来说,减震器不直接设置与柱下,而是设置在上部结构的基础梁之下。
  3、隔震支座与减震器的复合装置。为了吸收地震能量,使之不传递给上部结构,除了隔震支座外,还必须在隔震层设置减震器。设置减震器需要在隔震层有一定的空间,还需要精密的安装施工。为了解决这一问题,可以在隔震层设置隔震支座与减震器的复合装置。复合装置不但可以起到支撑结构竖直方向荷载的作用,还具有吸收地震能量、减小结构反应的作用。
  结束语
  建筑结构的抗震设计能够有效保证建筑物的安全可靠性。当地震来袭时能尽可能保护人类的生命安全,避免过大的人员伤亡和经济损失。正确处理建筑结构自身的刚度和韧性之间的关系,合理选取建筑结构形式,是在精确计算模型之前,设计师需要认真思考的问题。随着新型材料的出现,各种新型的隔震及制震技术也随之发展。合理有效地应用这些新技术,结合抗震技术一起应用,能够更好地提高结构设计水平。
  参考文献
  [1]刘文辉.浅析建筑工程结构的抗震设计[J].轻工设计,2014(26):147.-149.
  [2]赵子赫.工民建结构的抗震设计相关问题的优化[J].企业导报,2014(2)55.-57.
  [3]薛敏.房屋建筑结构的抗震技术研究[J].中国新技术新产品,2014(09):89.-91.

本文来源:http://www.ho59.com/yixuelunwen/201812/45857.html

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