建筑结构的抗震设计要求探究

发表时间:2021/6/9   来源:《基层建设》2021年第5期   作者:李文杰
[导读] 摘要:近年来,地震灾害更加频繁,严重威胁着人们的生命和财产安全,增加了房屋破坏和人员伤亡的数量,建筑结构工程抗震设计的作用愈加凸显。
        中煤科工集团北京华宇工程有限公司西安分公司  陕西西安  710065
        摘要:近年来,地震灾害更加频繁,严重威胁着人们的生命和财产安全,增加了房屋破坏和人员伤亡的数量,建筑结构工程抗震设计的作用愈加凸显。因此对房屋建筑结构进行抗震设计非常重要。根据地质抗震规范操作要求,选聘专业的地质学技术人才,分析房屋建筑结构与地质抗震之间的关系,结合地质环境条件,改善建筑结构抗震设计思路,以达到抗震、减震的设计目标。
        关键词:建筑结构;结构设计;抗震设计要求
        1建筑结构设计中抗震结构设计的要求
        我国建筑物结构的抗震设计有明确的三水准的总体要求。三水准分别是小震不坏、中震不修以及大震不倒。其中,小震不坏指的是当发生较小规模的地震时,建筑物的抗震结构设计足以抵挡,同时保证震后建筑物在不需要进行维修和养护情况下依然能够正常使用;中震不修则是要求建筑结构在受到与当地规定的抗震等级以及抗震强度相同的地震之后,仍旧不会对居民的生命财产安全造成危害,通过维修检护之后能正常使用;大震不倒指的是建筑物在遭受超过当地最高抗震等级的地震之后,仍旧不会发生倒塌和受到严重的损坏,保证人们的生命健康。
        2建筑结构地质抗震设计中存在的问题
        2.1地下抗震的问题
        在房屋建筑结构抗震设计中,要重视建筑结构的均匀分布,提升建筑结构构件的合理布局,保证结构的连续、均匀。在建筑结构设计中,平面结构较为复杂,为了保证结构平面与立面的平整、均匀和连续性,要对房屋建筑地下部位结构与地上部位结构进行衔接布置,如果防震缝上下部分脱离,就会导致抗震性能降低。另外,如果上下构件呈现不同的结构,上下不吻合,就会导致构件规范不合理、不标准。为了使建筑结构符合转换层的要求,就要调整转换层抗震控制效果,避免出现薄弱层或断裂层。
        2.2延展性设计问题
        在建筑结构设计中,要对延展性情况进行分析。根据抗震设计的基本原则,预估地震造成建筑结构的损害。房屋建筑的延展性可以消耗多余的地震能量,保证小震建筑结构不损坏,中震建筑结构可修复,大震建筑结构不倒塌。根据不同建筑结构的墙、轴、柱等类别,调整建筑结构各项目的抗震设计数据。在工程造价中要规范建筑结构抗震设计标准,确定设计规范要求,以保证建筑延展性设计的顺利开展与实施。
        3加强建筑结构工程抗震设计的措施
        3.1科学选择结构体系
        ①稳定;②合适。通过选择科学合理的结构工程体系来满足结构的变形和抵抗力要求。建筑物必须具有一定的刚度,才能在一定程度上承受自身的载荷,并有效防止变形;当地震发生时,才能对较大的地震力辅以缓冲,以防止对建筑物造成局部损坏。因此,在选择结构体系时,必须要明确建筑物传力的途径和受力的计算,转换层的使用应尽量避免,这样可以降低建筑物倾斜或局部受损的几率,从而保护建筑物。
        3.2提升结构延性
        ①延性材料。如果使用延性材料在发生弹性变形或重复弹性变形时,延性不会有明显下降。②杆件的延性。为了改善结构的延性,应检查结构部件的杆件的延性,例如塑性变形、能量耗散等。③构件的延性。某一个构件发生塑性变形和消耗能量的能力,可以通过提高墙体或框架的延性来改善建筑结构的整体延性。通常,建筑结构的延性与其抵抗塌陷或塑性变形的能力有关。可以在设计中使用以下方法:①在平面上,增强突变处和转角处之类的延性;②对于竖向,可以增强薄弱楼板延性;③增加首道抗震防线部分的构件延性。
        3.3轴压比和短柱的合理设计
        在抗震设计中,必须减小柱的轴向压缩比,并增加柱的横截面尺寸。降低轴向压缩比的目的是将柱放置在大偏心受压状态,以避免纵向受力的钢筋没有达到受拉屈服而导致混凝土被压碎的情况。由于柱的刚性强延性差,结构在地震的作用下容易被破坏,可以采用“强柱弱梁”的设计提高结构的整体延性,增加地震耗能,增强结构的抗震能力。
        3.4提升结构的整体性
        ①选用钢作为支撑结构。如某钢结构发展中心楼,占地26,000平方米,高24层,建筑承板使用港静线桁架,可以改善建筑物的完整性。高层建筑主要采用钢结构支撑系统,对建筑框架结构的侧面刚度产生积极的影响,可以提高整个高层建筑的强度,提高水平荷载[1]。与纯框架结构相比,钢结构支撑体系的稳定性极佳,适合结构支撑要求。使用环向密封同一平面,可以增加侧向刚度,尤其是在地震负荷较高的地方效果更好。②抗侧力结构。如果建筑结构为框架结构形式,则可以使用钢结构来支撑建筑物的竖向负载和部分横向负载。如果建筑物的结构是多种框架结构的形式,可以通过交错桁结构调节上下楼层,从而提供单元设置灵活性。该结构在钢结构的平面中,梁柱的弯矩较小,侧向位移较小。
 
        图1  建筑钢结构建设
        3.5规范建筑形体及构件的布置规则
        平面不规则主要类型为:扭转不规则、凹凸不规则、楼板局部不连续,具体反映在结构分析软件结果的评估和确定中,如扭转不规则体现在:位移系数不应小于1.2且不大于1.5,周期比对于A级高度的建筑不应大于0.9。竖向高度不规则的主要类型是:侧向刚度不规则、抗侧力构件不连续、楼层承载力突变等。如果设计结果不满足要求,则设计人员必须重新考虑和分析模型,以调整梁柱布置和截面,尽可能达到设计规则。
        3.6做好非结构部件设计
        非结构部件包括内隔墙和外围墙,其设计可以执行以下步骤:①控制建筑框架和填充墙之间的连接,从而使填充墙成为主要建筑结构的一部分。对于墙壁连接,可以使用柔性连接[2]。②附着在建筑楼与屋面结构的,必须做好非结构构件与主体结构的连接处理,以免在地震中造成损坏。③加强了幕墙装饰胶合板与建筑物主体结构的有效连接,并防止损坏贴面。
        3.7设置多道抗震防线
        ①科学选择抵御地震的第一道防线。严格来说,第一道防线设置和选型负担比较小或者没有,可以选择一些比较小的填充墙和竖向支撑墙就可以承重。尝试选择尽可能小的轴向压缩设计,通常具有较高轴向压缩力的框架柱不适合第一道防线[3]。但是,根据施工的约束,只能使用单一的框架系统,该框架的支柱是结构系统抗侧力的主要因素,因此应选择“强柱弱梁”设计。②通过安装冗余组件可以形成多条抗震防线。建筑物通常使用双重抗侧力体系:框架-抗震墙、芯筒-框架、内墙筒-外框筒、框架-支撑。根据水平地震侧力,可以依靠支撑或墙体等框架为主要抗震防线。
        3.8选择合适的地基
        在建造房屋之前,需要选择适合各种自然环境的地基。强抗震性是地基最重要的选择条件之一。在选择地基时,需要考虑地基的稳定性和埋置的深度。地基的稳定性使其可以承受高层建筑的压力而不会滑移,而埋置深度应为建筑物的1/15,考虑到地下室的建造,还需要预留约500米的深度[4]。为了增加建筑物的抗震性,在建筑建造中需要设置多道防线就,可以采取许多方法来提高建筑物的抗震性。
        结语:
        综上所述,在建筑结构的抗震设计中,要对建筑整体的抗震性能进行分析,重视对建筑结构抗震性能的优化。从房屋建筑抗震设计结构规划入手,结合抗震设计思路,分析确定符合建筑结构的抗震设计方案,重点保证建筑结构的整体稳定性,优化建筑结构的安全性,以保障人们的生命财产安全。
        参考文献:
        [1]米莹.建筑结构工程抗震设计的作用及其设计要点[J].门窗,2018(01):136.
        [2]曹磊.建筑结构工程在抗震设计中的研究[J].赤峰学院学报(自然科学版),2017,33(23):59-60.
        [3]张超.建筑结构工程在抗震设计中的研究[J].居舍,2017(30):145.
        [4]童海.论建筑工程结构设计中的抗震设计[J].住宅与房地产,2017(30):93+110.
 
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