建筑结构设计中的抗震设计探讨 甘耀东

发表时间:2020/11/30   来源:《基层建设》2020年第23期   作者:甘耀东
[导读] 摘要:地震作为一种常见的地质灾害,其破坏性非常强,对人们的生命安全产生很大的威胁。
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        摘要:地震作为一种常见的地质灾害,其破坏性非常强,对人们的生命安全产生很大的威胁。因此,建筑结构要具备良好的抗震性能。本文通过研究建筑结构设计中的抗震设计,有效地降低地震对人们产生的危害。
        关键词:建筑结构;抗震性能;设计
        近年来,我国建筑行业发展非常迅速,各类建筑拔地而起,在长期的实践中,建筑结构的性能也在不断的改善。然而,地震作为一种重要的地质灾害,对人民群众的人身安全产生很大的危害。因此,建筑结构设计中要完善抗震性能,推动我国建筑行业的进一步发展。
        一、建筑结构设计中抗震设计的意义
        建筑结构建筑设计环节中,抗震设计占据的位置非常重要,可提升建筑结构的抗震性能。设计师可以采用多元化的方法增加外力,提升建筑结构的稳定性,抗震设计还可以改善土木结构的抗震性能,有效地防止建筑坍塌问题的产生,结构抗震设计是为了预防地震加固建筑物,防止人员伤亡,保证在地震来临后房屋不会遭到太大的破坏。
        二、建筑结构设计中抗震设计的措施
        (一)设计坚实的地基
        抵抗地面力量的一种方法是将建筑物的地基抬高,基础隔离包括在由钢,橡胶和铅制成的柔性垫上建造建筑物。当地基在地震中移动时,隔离器会振动,而结构本身保持稳定,这有效地有助于吸收地震波并防止其穿过建筑物。原始水平基础梁的加固不足,将全部载荷分配给,而其余载荷将由附加的纵向基础梁承担。通过计算,新增加的纵向基础梁的宽度和基础梁高度。基础梁中间的三个钢筋固定在框架柱中。这些钢筋的其余部分穿过两侧的支撑物,这些钢筋设计成两排,因此可以将平行埋入的钢筋的数量减少到一定程度。水平基础的底部开有高度合适的孔,钢筋穿过该孔,孔通过微膨胀的压力灌浆密封。对于原始水平基础底部的加固不足,此方案是通过采用带有托梁的扩展水平基础底部并重新分配底部钢筋上的应力来设计的。托梁横截面尺寸和长度合理控制。托梁的钢筋与纵向基础一起浇筑,通过加强,基础底部加厚,这些钢筋被植入插座底座中,以增加平移后的负载能力。由于埋入框架柱无法满足锚固要求,在框架柱周围浇筑了钢筋混凝土承插式基础,确定其高度和厚度分别,确定承插式基础的两侧加固尺寸,并通过钢筋与基础梁和底部相连。插座基础将通过钢筋连接在圆柱周围,因此可以实现框架圆柱的嵌入固结。基础和基础梁的加固不足会阻碍其承受重建后的荷载,可以通过加高方案来形成独立的刚性基础,从而解决钢筋不足的问题。除此之外,混凝土还可以同时加固框架柱,独立刚性基础周围的钢筋合理的设计,采用双向结构钢织物,可以与水平基础中的钢筋或埋入式钢筋焊接在一起,形成一个整体。以原来的基础为基础,并进行钻探。预制桩将通过锚固臂静压桩的设备压入土壤,并在基础上浇筑混凝土以固定桩头并嵌入框架柱。桩和土共同承担较高的荷载,经检查计算,可以满足基础承载力的要求。采用钢筋混凝土桩,计算最小增强率,浇注微膨胀的早期强度混凝土C30以将其密封,然后用切掉并擦伤的桩头清理钻孔。
        (二)提升建筑的防震效果
        研究人员不仅在分析抵抗力量,还在试验建筑物如何偏转和重新分配地震中的能量,涉及在同心的塑料和混凝土环中创建一个抗震装置,并将其掩埋在建筑物基础之下至少三英尺的地方。当地震波进入环时,它们被迫移动到外环,从而更容易传播,地震产生的力基本上被引导离开建筑物,并消散到地下板中。
        (三)完善建筑结构的设计
        完善建筑结构的设计的过程中,主要是从以下两个层面开展设计分别是:第一,抗震结构体系层面。在抗震结构体系需要体现出足够的抗震承载能力、良好的变形能力、耗能能力以及合理的破坏模式。


        要求其首先构建传力合理、简捷的结构体系,有利于地震传力路线不间断、实现合理的传力机制;有利于保证计算分析更符合结构的实际地震行为。
        其次,具有多道抗震防线。可增强结构的耗能能力;避免因部分结构或构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力或对重力的承载能力。多数情况下,其所呈现的形式有多重延性分体系组成,即框剪、框筒、框撑、框墙、筒中筒;多种手段,多重体系、采用超静定结构、设置塑性较、利用框架的填充墙、设置耗能元件或耗能装置等。其原则包括了不同的设防阶段应使结构周期有明显差别,避免共振;最后一道防线要具备一定的强度和足够的变形能力。强度、变形、耗能的协调性。再次,具有必要的抗震承载能力、良好的变形能力和耗能能力。强度、刚度分布合理避免局部削弱或突变形成薄弱部位,产生过大的应力集中或塑性变形集中。对可能的薄弱部位应采取措施提高其抗震能力,但应注意避免局部加强造成薄弱部位转移,有意识的控制薄弱部位,保障其变形能力,实现最大限度的耗能。
        第二,抗震设计计算分析基本要求不同计算内容,方法及要求则不同。当多遇地震内力变形时分析其弹性结构,线性静力或动力方法即时程分析法。当罕遇地震弹塑性变形验算选择,静力弹塑性分析方法、弹塑性时程分析方法、简化方法即规则简单的结构。要求抗震结构的分析模型应尽可能与实际相符。在多数情况下,空间分析模型,楼屋盖为刚性且质量和刚度分布接近对称;平面分析模型,复杂结构的多遇地震反应分析。两个以上的力学模型进行互相校验。结构层间位移较大在地震作用下的重力附加弯矩大于初始弯矩的10%,应计入重力二阶效应的影响。采用计算机程序计算的分析结果,须经过判断确认合理、有效后方可用于抗震设计。在面对非结构构件抗震基本要求时,其非结构构件的范围包括了建筑中构成结构体系之外的构件+附属机电设备机架等,附属结构构件(如女儿墙、雨棚等)、装饰物(如饰面、顶棚等)围护结构(如隔墙、维护墙)。非结构构件在地震作用下的影响包括了:首先,影响主体结构的动力特性(阻尼、周期等);其次,参与工作,改变结构或某些构件的刚度、承载力和传力路线,产生非预期的震害。
        (四)采用抗震材料
        虽然剪力墙和稳固的地基会在一定程度上帮助分散地震能量,但建筑物中使用的材料对其稳定性同样重要。对于抗应力和振动的建筑材料,其必须具有高延展性,即具有承受较大变形和拉力的能力。现代建筑物通常是用结构钢建造的,结构钢是一种具有多种形状的构件,可以使建筑物弯曲而不会破裂。木材由于其相对于轻质结构的高强度,也是令人惊讶的韧性材料。工程师正在开发具有更大形状保持力的新型建筑材料,诸如形状合金之类的创新技术能够承受较大的应变并恢复其原始形状,而纤维增强的塑料包装纸,由多种聚合物制成,可以缠绕在圆柱周围,并提供强度和延展性。工程师们也转向自然元素,竹和3D打印材料还可以用作轻巧、互锁的结构,具有多元化的形式,可能为建筑物提供更大的支撑力。多年来,工程师和科学家们已经研发出了一些技术来建造一些抗震建筑,随着当今技术和材料的进步,建筑物可有效地降低地震带来的负面效应。
        (五)整体方案布置应具备合理性
        在抗震结构设计中,应结合建筑设计的整体布局,改善建筑设计的实用性,使抗震设计与其他的设计功能得到充分发挥。抗震设计应该结合建筑的其他功能,起到更好的效果。
        结语:
        地震灾害属于一种重要的地质灾害,发生后会对人们的生命安全是很大的威胁。因此,在建筑行业快速发展的基础上,要不断改进建筑结构的抗震性能,减少地震带来的破坏力。
        参考文献:
        [1]何劲闯.建筑物抗震中建筑方案设计起到的作用分析[J].低碳世界,2020,10(09):84-85.
        [2]黄海丹.浦东新区建筑工程抗震设防管理与风险防控[J].地震工程学报,2020,42(05):1248-1255.
        [3]魏文林.装配式建筑抗震的关键在于部品部件制备的精细化[N].中国建设报,2020-06-25(007).
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