房屋建筑结构体系选型及抗震设计分析

发表时间:2021/7/6   来源:《基层建设》2021年第10期   作者:王占岳1 姚冬阳2
[导读] 摘要:地震是对建筑结构安全造成最大威胁的一种因素,对于建筑来说,良好的抗震设计能够保障人们的生命和财产安全,因此在建设建筑的过程中必须加强抗震设计,在掌握基本设计原则的基础上不断优化抗震结构。
        1身份证号码:21132419930322XXXX;2身份证号码:21011219881112XXXX
        摘要:地震是对建筑结构安全造成最大威胁的一种因素,对于建筑来说,良好的抗震设计能够保障人们的生命和财产安全,因此在建设建筑的过程中必须加强抗震设计,在掌握基本设计原则的基础上不断优化抗震结构。本文对房屋建筑结构体系选型及抗震设计进行分析,以供参考。
        关键词:建筑结构;体系选型;抗震设计
        引言
        随着我国社会经济水平的不断提高,以及各种超建筑在城市建设中的应用越来越多。为有效保障人们生命财产安全,必须重视对建筑结构的抗震设计,尤其是进行抗震概念设计能有效降低地震对建筑物的损害,提升社会经济效益。
        1建筑设计在建筑抗震设计中的重要作用
        1.1建筑体型对抗震性能的影响
        建筑设计的主要内容包括建筑的立体空间形状设计和平面形状设计。首先应避免平面不规则和竖向刚度不规则。根据国内多次地震的实际情况,尤其是“6.17”长宁地震中排危时所出现的震害表明,如果平面设计十分复杂,包括凹凸不平的形状、侧翼过多伸悬和不对称侧翼的布置时,都很容易在地震发生时受到严重的破坏。而平面形状相对规则、外立面简单的建筑,在地震发生时,遭受破坏的程度往往会大大降低。同理,建筑物沿着自身高度方向上的立体空间设计越复杂,形状越不规则,建筑越容易被破坏。在“6.17”长宁地震后的调查中发现,受损程度严重的乡村居民建筑,往往采取了混杂结构(承重体系以砖混为主,局部采用钢筋混凝土柱架空或挑空两层)。这部分建筑在遇到地震作用时建筑结构整体刚度不均、受力不均匀,整个建筑物更容易被破坏,甚至可能会直接出现崩塌的现象。
        1.2建筑构造保障抗震性能
        建筑物的抗震体系由主体结构安全和维护构件安全两个层级。换言之,建筑物的抗震设计除了结构概念设计外还包括维护墙体、外墙门窗、幕墙及饰面装饰材料等设计。从事建筑设计行业,需要了解到施工现场最容易犯建筑构造上的低阶错误,而设计中则是更多注重对结构主体的把控,忽视对建筑构造细节的表达。对于很多建筑,特别是医疗教育建筑,发生地震时除了结构不应被破坏,还应该考虑项目的整体安全,保证项目能为抢险救灾所用。所以,建筑设计时首先应选择合适的墙体材料,尽量不选薄壁型空心砖、大孔径空心砖等类型的砌体构造,此材料在地震作用下极易被地震剪力所破坏,不利于抗震;其次对外墙幕墙设计时需要将一些具有良好延性的结构构件,使用合理的方法进行有效连接,才能使构件与建筑主体协同工作,避免地震时产生次级伤害。同时应尽可能考虑到建筑的每一个构造节点的细节,这样才能够达到国家的抗震设计要求。建筑物精细化设计是建筑抗震设计的必然趋势,设计过程中不能对结构主体和维护设施有区别对待,需要根据建筑的具体要求来处理好两者之间的相互关系,这样才能保证建筑物的安全,避免人祸与天灾同行。
        2建筑抗震设计原则
        建筑的抗震设计应体现科学性和合理性。为提升抗震设计效果,要遵循相应的抗震设计原则。根据规范要求,确定建筑项目的抗震等级,以此作为抗震设计的重要依据。高于地区抗震设防烈度为大震。建筑遭遇大震时,能保证建筑结构不坍塌,居住人员有足够的逃生时间。抗震设计以提高安全性为主;与地区抗震设防烈度相当的地震为中震。建筑遭遇中震时,虽然建筑结构受到损坏,但通过加固维修仍可使用,抗震设计以提高适用性为主;低于地区抗震设防烈度的为小震。建筑的抗震设计足以抵抗地震危害,建筑结构不会受到破坏。这是抗震设计的三个重要原则。在建筑的结构抗震设计中,需建立分析模型,代入抗震设防烈度的相关参数,对模型进行模拟测算,确保建筑的抗震性能满足设计要求,满足建筑结构的稳定性要求。
        3概述房屋建筑结构体系选型
        3.1筒体结构
        筒体结构主要包括2种结构,分别是框架—核心筒和筒中筒,框架—核心筒属于普通的框架,密柱框架和抗剪薄壁筒是中心部分。筒中筒的外部是框筒,薄壁筒是中心。整个筒体具有简单的结构,受力效应具有科学性,同时具有较高的审美性,通常是在建筑中利用。当前在建筑中广泛利用筒体结构,主要是利用钢筋混凝土筒体结构。


        3.2框架—剪力墙结构
        框架—剪力墙结构的受力设施为框架柱和剪力墙,利用这一结构可以扩展室内空间,同时可以满足各站建筑功能。因为侧向刚度比较大,通过框架结构承担竖向荷载力,利用剪力墙结构可以抵抗水平荷载力。利用框架—剪力墙结构,可以使建筑抗震性能,更加灵活地布置建筑空间,为后期施工和装修提供便利。因为利用剪力墙承受水平荷载的剪力,因此无须设置较大的框架柱截面,利用小面积的框架柱截面即可承担承载力,不仅可以降低建筑的施工成本,而且还可以节省建筑空间,提高整体施工效率,保障建筑企业的综合效益。
        4房屋建筑结构体系的抗震设计
        4.1结构抗震性能
        在房屋建筑结构抗震设计过程中,设计人员需要严格遵守建筑行业的规范标准,如果建筑工程为B级,整体结构性能需要达到C级。如果发生地震灾害,需要达到第一抗震标准;针对强烈地震,需要达到第二抗震性能程度;针对罕见地震,需要达到第三级抗震性能。
        4.2设计流程
        如果施工现场频发地震灾害,设计人员需要科学测算拣货组结构的稳固性和抗震性,深入分析整体结构的弹性。针对罕见地震,设计人员需要分析房屋建筑结构的弹性。发生罕见地震之后,不规则结构中会产生薄弱层,影响建筑稳定性,引发坍塌、倾斜等问题。因此,设计人员需要科学测算薄弱部位的弹塑性,及时采取针对性措施,避免影响结构延展性。设计人员需要结合地震参数分析房屋建筑结构,尤其需要分析抗震能力较差位置的移动参数,要满足抗震设计标准。
        4.3运用高延性结构消震和隔震
        高延性结构可以有效提高抗震能力,并且有着良好的吸收地震能量的作用,我国当前在建筑的防震设计及后期施工过程中,为增加建筑结构的延性、整体刚度,对结构节点构造进行了科学合理的设计,以减少地震作用带来的不利影响。必要时可采用减震、隔震设计,确保建筑结构的安全、经济、适用。
        4.4合理选择和布置建筑方案
        结构工程师的作用是配合建筑设计师的工作,通过力学计算分析、概念设计等方式尽可能实现其设计意图。然而在方案设计时,结构工程师往往参与较少,待建筑方案确定后往往出现结构布置不合理、不满足抗震设计要求的情况。因此,为确保后期结构抗震方案的可实施性,结构工程师应尽可能早地参与到建筑方案的确定过程中来,并要求建筑方案遵循“平面对称、立面均匀”的布置原则。
        4.5对于其他非结构部件的处理
        除了主要受力构件,建筑物还包含填充墙体、外围装饰墙板、屋面广告牌、附属机电设备等非结构构件。当地震发生时,这些构件也会在不同程度上受到地震作用,对建筑结构的整体抗震性能产生一定影响,因此对其进行合理的处理,能更好地提高建筑物的抗震能力,减少地震造成的次生灾害。
        5结束语
        总之,为了提高房屋建筑的抗震性,建筑企业需要重视房屋建筑结构体系选型和抗震设计工作,根据实际情况合理选择建筑物结构体系,深入研究抗震设计理论,保障整体建筑结构的安全性,优化人们的使用效果。
        参考文献:
        [1]李子懿,建筑结构抗震设计方法研究现状与展望[J].建筑科学,2019,35(09):120-125.
        [2]肖从真,王翠坤,黄小坤.高层建筑结构抗震设计方法及结构体系创新[J].建筑科学,2018,34(09):33-41.
        [3]罗天娣.建筑结构基于性能抗震设计的几个问题[J].中国标准化,2018(14):69-70.
        [4]朱春明,钱鹏.中、美规范在建筑结构抗震设计中的对比[J].钢结构,2018,33(04):86-92.
        [5]魏琏,王森.中国建筑结构抗震设计方法发展及若干问题分析[J].建筑结构,2017,47(01):1-9.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: