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摘要:近年来,随着地址灾害的频繁发生,看建筑抗震设计越来越科学。在近年来的建筑设计中,抗震设计成为了建筑中的一个重要结构,它的作用是能够保证建筑的稳定和抗震效果,保证建筑在遭遇了突发地震情况时,结构不发生彻底性的毁坏,最起码能够保证建筑的主体结构不动摇。设计人员要根据建筑所在地是否属于地震带而设计不同程度的抗震结构体系。以下是对于建筑结构中抗震设计的探讨。
关键词:房屋建筑;结构;抗震设计
1建筑设计与抗震设计的关系
建筑设计是抗震设计的基础,在建筑结构设计中,对建筑设计的改动较小。当建筑设计已初步形成后,建筑结构就应根据原则遵照设计的要求。在建筑设计方案中,设计师应充分考虑到建筑的抗震设计要求,设计人员必须根据建筑方案合理、科学布置结构部件,保证建筑结构刚度的均匀分布,使建筑结构的受力与变形能相互协调,从而提高建筑结构的承载能力及抗震性能。在建筑设计中若不考虑到建筑的抗震性能要求,就会导致建筑布局设计限制抗震布局设计。通常情况下,为了提高建筑结构部件的承载能力与抗震性能,则要增加结构的截面面积,但会造成不必要的浪费。因此在建筑抗震设计时必须要对建筑的体型、平面布置、竖向布置及屋顶抗震性能等问题进行分析。
2房屋建筑抗震设计的基本原则
(1)整体合理性原则。在房屋抗震设计中,要进行整体的规划,将抗震设计融入建筑结构设计中,保证房屋建筑整体的设计符合标准。在具体的设计与建设过程中,对房屋建筑结构设计都有着相应的标准,在满足基本设计要求的同时,加强抗震设计,使得房屋建筑的稳定性、安全性达到整体性的提高。
(2)科学处理建筑结构构件强弱关系。在进行房屋建筑结构设计时,对于建筑结构构件之间的强弱关系,必须进行科学的、合理的处理,确保统一楼层中的主要耗能构件均屈服之后,其他抗震侧构件依旧处于弹性状态,以保证有效屈服能够维持较长的时间,为房屋建筑结构的抗震性能与延性提供坚实的保障。
(3)尽可能的设置抗震防线。在房屋建筑结构抗震设计中,可以通过多道抗震防线设置来提高房屋建筑的抗震能力,提高房屋的稳定性。在房屋建筑抗震设计中,还可以增强对地震能量的分散、损耗,采取屈服区分布系统,降低地震的破坏力,避免对房屋建筑大程度的破坏,确保房屋建筑的安全性。
3房屋建筑结构设计中抗震设计
3.1地基和基础的设计
(1)在抗震设计当中,对于同一个房屋建筑,必须建立在同一性质的地基之上。应当单独采用桩基或天然地基,不能两种混用。同时,在处理建筑地基的过程中,应当采用相同的方法,以确保地基受力均匀。在地基设计当中,应当对沉降问题、承载力问题等进行充分的考虑,对不均匀沉降基础,要进行适当的调整,规避造成地基沉降的因素,从而提高建筑地基的整体承载力。
(2)对于房屋建筑基础填埋深度,必须按照相关规定标准进行,并尽可能增加地基填埋深度,以确保地震灾害发生时,基础不会因填埋深度过浅而导致房屋建筑嵌固的深度较浅,进而导致房屋建筑在灾害中的振幅增大,最终对房屋建筑结构造成严重的破坏。为了充分发挥房屋建筑的抗震性能,应当在规定情况下进行地基深度填埋操作,并做好基坑的回填夯实处理工作,以保持地震灾害发生过程中房屋建筑基础的稳定性。
(3)房屋建筑结构通常包含基础结构与上部结构两部分,要想充分提升房屋建筑物的整体性,应避免在基础室外的地坪下设置内外交圈的基础圈梁,并且还应在房屋建筑上部结构与基础结构之间设置构造柱,以更好地连接房屋上部结构与基础圈梁。此外,如果房屋建筑基础刚度不足,应在基底部位设置圈梁,以提升房屋建筑基础刚度,从而实现提高建筑物整体抗震能力的目的。
3.2保证建筑的刚度
首先要考虑到的是采用大量的钢筋混凝土。主要是在已有的钢筋混凝土之上使用“钢结构”对其进行进一步加层加固。加固分为两种情况:a.如果所需要进行加层的建筑结构的体系是钢结构,上部是钢结构、下部是钢筋混凝土两种不同的体系结构是不符合抗震规范的。因为上下两部分结构的刚度以及阻尼比不一样,是属于不合理的设计。b.假设屋盖的部分是采用钢结构,而钢筋混凝土仍然是作为整个建筑结构的抗侧力的主要体系,则必须根据相关的规定进行抗震设计。需要注意的是建筑结构刚度一旦过硬,在地震时建筑结构所需承受的地震作用就大,则后果严重,并且会对建筑材料造成大量的浪费;而如若建筑结构刚度过柔,在地震时建筑结构会过大的变形,影响到建筑的本身的强度以及正常使用功能。
3.3合理布置纵墙与横墙
作为多层砖混房屋的关键承重部分,纵横墙的布置对建筑的抗震能力有着很大影响。在地震发生时,地震力的作用会影响承重的纵墙和横墙,使其出现裂缝,甚至倾斜和倒塌,对房屋造成了严重的破坏,因此纵墙和横墙的布置是建筑结构设计中的重要环节。承重墙结构体系的选择原则一般是首选横墙,或者纵横墙一起承重。布置时要合理、对称、美观。墙体布置方式中,纵墙贯通的布局是首选方案。当建筑条件不能满足纵墙贯通的布局时,为了提高房屋的抗震能力,避免出现建筑物纵墙和横墙在交接处被拉开的现象,可以在纵横墙的交接处增设钢筋混凝土构造柱,为了使其更牢固,加强构造配筋也是必要的措施。
3.4运用高延性设计、推广消震和隔震措施
我国很多建筑工程都应用了岩性结构在抗震设计中,该结构主要是指适当的空着建筑结构的刚度,允许结构构件在地震时进入到较大延性的塑性状态,从而保证地震时能量消耗的降低,减小地震反应,降低建筑物受到的损失与破坏。若建筑物承载力不足但延性较高,地震时建筑物就不易坍塌,主要是因为延性构件能够进行较多能量的吸收,可以经受相应的结构变形。建筑物中延性结构应用大多数是有效的,能够消耗地震能量,从而降低地震反应。建筑工程中阻尼器的应用对提升抗震性产生了极强作用,阻尼器能够通过吸收能量及减震,减弱或巧妙避免地震造成的破坏作用。
3.5增多抗震防线的建设
高层建筑结构防震可以设置多道抗震防线,增强对地震的抵抗力。高层建筑物设置多层的地震抵抗防线,第一道防线遭到破坏之后,有后备的第二道、第三道甚至更多的防线对地震的作用力进行阻挡,避免高层建筑物的倒塌。高层建筑结构进行抵抗地震设计时,可以采用具有多个肢节和壁式框架的“框架剪力墙”等防震结构。
框架剪力墙具有性能较好的多道防线抗震结构,其中的剪力墙是第一道抗震防线也的主要的抗侧力构件。所以,剪力墙要足够多,保证它的承受能力较高,不小于高层建筑底部地震倾覆力矩的一半。同时,为承受剪力墙开裂后重分配的地震作用,任一层框架部分按框架和墙协同工作分配的地震剪力,不应小于结构底部总地震剪力的20%和框架各层地震剪力最大值的1.5倍两者的较小值。剪力墙结构中剪力墙可以通过合理设置连梁(包括非建筑功能需要的开洞组成多肢联肢墙,使其具有优良的多道抗震防线性能。
结束语
随着经济的发展,我国会更加重视建筑工程的高层防震建设。未来,建筑的发展是我国发展中非常重要的发展方向。我国对于建筑的防震性问题的重视和解决有利于从很本上保护我国人民的根本利益。注重建筑的防震性,可以最大限度的提高高层建筑的安全度,建筑是一个城市发展的根本,它与我们每一个人都息息相关,减少建筑中的现有问题,可有效的提高整个建筑的防震性。
参考文献:
[1]抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用探析[J].胡方亮.江西建材. 2019(07)
[2]房屋建筑结构设计中抗震设计方式探究[J].曲晓波.门窗.2019(03)