身份证号码:13032119860901XXXX 河北石家庄 050000
摘要:随着我国经济的快速发展和科学技术的不断进步,建筑业也得到了飞速的发展。正因为如此,建筑的设计和建造不再仅仅是基于原有的传统形态,建筑的外观越来越时尚,功能越来越强大。然而,在改变了传统建筑形态后,新建筑在抗震结构方面的设计无疑增加了难度。钢结构在工业设计中的应用越来越广泛,其承载能力大、形状复杂、不规则,给建筑抗震分析带来了很大的麻烦。因此,只有解决这些问题,才能进一步提高钢结构建筑的抗震性能。
关键词:钢结构;抗震;问题;建议
地震不仅危及人们的日常生活,而且对人民的生命安全也构成了巨大的威胁,因此在建筑结构设计时需要考虑地震特性。故主要探讨钢结构设计方面的抗震性能问题,并提出已修改进意见。
一、提高建筑钢结构抗震能力的重要性
1.直接影响到人民群众的生命与财产安全。住房建设是人们工作和学习的地方,也是日常生活的地方。随着城市化进程的加快,建筑物内的人口密度越来越大,地震造成的财产损失也越来越显着。由于我国发生地震类型比较多,发生次数也比较多,为确保建筑安全,加强建筑物的抗震性能已迫在眉睫。
2.建筑企业发展的需要。(1)近年来,我国地震发生的次数越来越多,人们对建筑物抗震性能的要求也越来越高,未来建筑市场发展的趋势就是要研究更高的抗震性能建筑。即只有提升建筑物的抗震性能建筑企业才能在以后激烈的市场竞争中立足。(2)施工企业的社会责任反映了建筑物的抗震能力。在防震的过程中,需要各方共同努力,在建设的过程中,首先要把防震工作做好。
二、影响建筑物抗震效果的因素
1.建筑物自身的结构设计。对于不同的建筑,建筑的结构是保证抗震效果非常重要的环节,不管是在商业住宅还是在民用住宅上,地震毫无疑问会对建筑严生一定的影响,在建筑结构设计中,对于不同的地震,建筑需要有一定的抵抗力。强度比较大的地震需要保证建筑不倒,而强度较小的地震,需要保证建筑能够继续进行使用,因为提高建筑的抗震能力一直是建筑设计人员不断追求的目标。当然,建筑结果过于复杂,导致了载荷部位过于分散,这样会加大地震对于建筑的作用力,因此对于建筑的设计,要保证建筑的美观性和安全性的统一,提高建筑在地震中的安全性。
2.建筑结构建造材料和施工过程。在地震中,建筑承受的力量基本上和建筑的规模成正比,在建筑规模同样的情况下,使用质量较好的材料,对于载荷的压力承受能力较强,综合而言可以有效的减少地震对于建筑的破坏能力。因此建筑材料对于建筑的安全性有非常大的影响,但是在实际情况中,由于人们对于建筑材料的认识较少,以及施工单位为了控制施工的成本,因此对于建筑材料的使用存在极大的不规范。因此在实际的叔公过程中,重点需要在隔断,围护墙等材料的使用上多加注意,需要广泛的舒勇到空心砖和塑料板,这些能够有效的减少高层建筑的重量,从而在地震中减少建筑的承载力,另外在混凝土上,需要考虑到混凝土的成分,合适的混凝土配比是保证建筑承载力非常重要的部分。最后,在施工中,严格要求施工范围按照施工规范进行施工,从而保证高层混凝土建筑的质量。
3.建筑物所处地质环境情况。在地震等自然灾署中,造成建筑破坏原因非常复杂,但是基本上都是由于地质出现变动而造成的,例如在地震中常常会引发山体滑坡,岩石断层,在沿海地段还会出现海啸。因此地震的设计不仅需要单纯的考虑建筑本身的结构,还需要考虑到建筑所处的环境,使用一些工程手段进行预防,同时在建设施工设之前,对于建筑地形的勘测也是非常重要的,选择合适的地点选择建筑建设,能有有效的防止地震对于建筑的损坏。
三、优化措施
1.选择对建筑抗震有利的场地和地基。场地选择上应尽量避开对建筑抗震不利的地段,选择有利于抗震的场地。通常来说抗震危险地段多指地质情况复杂区域,常因地震的能量释放进而引发崩塌、滑坡、泥石流等二次灾害。因此,在选择高层抗震建设用地时应尽力避开不利地段,选择具有较大“平均剪切波速”的坚硬场地上,从而减轻地震对钢结构的损害。
2.合理选择结构类型钢结构抗震结构体系涉及内容较多,因此在施工时应根据建筑的层高、场地、地基、基础、材料并结合经济、技术条件综合比较确定。
3.建立多道抗震防线。多道抗震防线设计应该贯穿于钢结构建筑设计的始终,当建筑物处在地震荷载作用下时,较大的抗推刚度的结构能够满足当前变形方面的要求,并利用赘余杆件的屈服和弹塑性变形来消耗尽可能多的地震能量;而当遭遇更高地震烈度,建筑物面临的承载力骤然增加时,利用赘余杆件的破坏和退出工作,以此来吸收和耗散地震能量,最终确保结构从一种稳定体系过度到仍然稳定的另一种体系。
4.进行全方位考虑。在对建筑物进行抗震设计时,首先要做全方位的考虑,要对地震的作用力进行具体的了解。众所周知,地震的作用力是十分复杂的,地震的作用力指的就是地壳在运动时对建筑物的惯性冲击力,这种作用力的方向不是单一的,而是全方位进行的。因此,地震就具有了不确定的性质,所以在对抗震结构进行设计时要结合地震作用的规律和特点来进行,尽量使设计计算简化。目前,我国在建筑结构设计的计算方法主要有两种,第一种是以简化为主的算法,另外一种就是相对复杂的精细算法。
5.钢结构框架的消能、隔震措施。传统的防震观点是要求结构具有一定的抗震性能,在这方面有两种思维方式:一是提高结构的刚度来抵抗地震作用,另一种是采用允许结构有一定的柔性变形,从而使其在变形过程中吸收、释放一定的能量。在不增加重量、不改变刚度的前提下,提高总体强度和刚度是两个有效的抗震途径。而现在以及今后建造的钢结构框架将是越来越多的坐落在高烈度地区,这样就迫使设计人员要从另一个方面来考虑———减震消能。对结构地震反应有重要影响的主要有两个因素:(1)结构物的基本周期;(2)阻尼比。当采用消能机构后基本都在很大程度上延长了建筑物的基本周期,从而避开了地震输入的高能量频段,采用高阻尼减震装置使建筑物具有大变形的能力和强自复位能力。对阻尼器的要求:第一,在小振幅的振动下,呈线性反应,不产生很大的阻尼,但刚度很大,从而限制结构的位移;第二,在强烈振动时,阻尼器的一部分可以失效,从而允许大变位和大阻尼,以达到隔震目的;第三,隔振阻尼装置的竖向刚度远大于其水平刚度。
四、建议
高层的建筑在采用钢结构时,因为要考虑到高度的问题,所以通常会在框架设计中设计一些支撑。为了能够有效的控制顶点位移和层面位移,通常会在建筑结构中设置水平加强层。在建筑结构中设计支撑和水平面加强层,可以有效的提高建筑的刚度,并且在建筑中梁和柱的设计将会大大的降低,减少了钢材的使用量,降低了建筑的成本,使得建设单位得到了最大化的效益。同时,设计不同的支撑,对于地震的影响和作用也会有着不同的影响效果。
总之,钢结构抗震设计始终贯穿于钢结构设计中的各个阶段,它是钢结构建筑设计重要组成部分。我们在钢结构建筑体系的设计中要充分了解钢结构住宅的破坏机制以及和破坏过程,灵活运用钢结构抗震设计准则,合理地确定和解决结构设计中的各种问题。这样我们才能设计出经济、合理、安全适用的钢结构建筑。
参考文献:
[1]陈开国,刘际平.关于钢结构抗震设计的探讨.2018.
[2]武子云,王宏宇,等,钢结构的抗震性能分析与设计.2019.