1、有关建筑抗震结构设计的探讨摘要:地震作为一种不可抗的地质灾害,对于人类的生命财产安全影响较大,减少地震之中的人员伤亡,最为重要的方法则是加强建筑的抗震能力。本文主要论述了建筑抗震结构设计的相关内容。 关键词:建筑;抗震;结构设计 中图分类号:TU318 文献标识码:A 引言 近年来我国发生了多起地震,不仅破了坏地表,并且还造成建筑物、构筑物的破坏和倒塌,对人类的生命安全产生重大而影响,造成极大的财产损失。科学对种种建筑物以及构筑物进行相应的抗震设防,则是目前建筑工程设计的重中之重。 1、建筑结构抗震等级的规定以及标准 震级主要是依据地震的强度而进行的划分,在我国,地震主要可以分成六个级别:3
2、级为小地震,345 级为有感地震,4.56 级为中强地震,67 为级强烈地震,7。级为大地震, 。级以则是巨大地震,是国家根据相关的历史、地理和地质方面的经验资料,经过勘查和验证,进行地震分组的是一个经验数值,具有地域概念。抗震设防有甲、乙、丁类建筑,在我国大部分的房屋抗震等级是。度,可以抵抗 6 级地震的作用。国家设计部门根据相关的规定,依照建筑物的分类以及设防标准,根据房屋高度、结构等方面,使用不同的抗震等级。比如,在钢筋混凝土结构中,抗震等级主要分析航一般、较为严重、严重以及很严重这 4个级别。 在建筑的抗震设计之中,混凝土结构应该根据建筑的高度、建筑的结构以及设防的烈度使用不同的抗震等
3、级,同时应该符合相应的计算和措施要求。 2、建筑结构之中抗震设计的特点 2.1、控制建筑物的侧则是重要的指标 在地震荷载作用之下,建筑结构产生的水平剪切力占据着主导的地位,因此建筑物就会产生明显的侧移,在建筑结构的高度不断增加的背景之下,结构的侧向位移迅速增大,但是这种变形要在一定限度之内,如此才可以确保结构安全和使用的功能。 2.2 地震荷载之中的水平荷载 水平荷载使得建筑物会产生倾覆力矩,同时在结构的竖向构件中有较大的轴力,这些都同建筑物高度的两次方成正比,所以在建筑结构高度逐渐增加的背景之下,水平载荷大相径庭。对于高度一定的建筑物而言,竖向荷载基本上是恒定的,然而建筑物的质量、刚度等等动
4、力特性之间的不同,水平地震荷载以及风荷载的变化幅度比较大。 2.3、应该重视建筑结构的延性设计 高层建筑结构主要是随着高度增加,其刚度变小,所以就变得更柔,在地震荷载作用下变形较大。这就要求建筑结构要有充足的变形能力,将结构带进塑性变形阶段仍然安全,要求在结构构造之上使用比较方便的措施,将建筑结构有一定的延性。 3、建筑体型设计 建筑体型主要包含有建筑的平面形状以及主体的空间形状的设计。通过具体的震害显示,在大部分平面形状复杂,比如说平面之上的外凸以及凹进、侧翼的过多。伸悬、不对称的侧翼应该布置等等通常都在地震之中都有一定的不同程度的破坏。 在唐山地震之中就有诸多这样的震例。平面形状简单规则的
5、建筑在地震之中并且没有出现较重的破坏,一些甚至是完好无损。沿着高度立体空间形状上的复杂以及不规则在地震之时都会有严重震害的产生。尤其在建筑结构刚度产生突变的部位则是比较容易出现破坏。 所以在建筑体型的设计之中,应该已经可能地是的平面以及空间的形状比较简洁以及规则;在平面形状之上,矩形、圆形、扇形以及方形等等对抗震都说则是比较好的体型。应该尽量减少做外凸以及内凹的体型,尽量少做不对称的侧翼和过长的伸翼。在体型布置之上尽量可能使建筑结构的质量以及刚度较为均匀地分布,减少产生因体型不对称导致质量以及刚度不对称的扭转反应。 4、建筑平面布置设计 在建筑的平面设计之中,平面布置对建筑的抗震性有重要的影响
6、。在建筑的平面设计中,关系到柱子的间距、墙体的空间按布置、楼梯的位置、电梯井的位置以及房间的数量等等都会对建筑的刚性和质量有很大的影响。因为建筑的使用性质的区别,可能每层的布置都会不一样,因此在对称性上就会出现失衡。这些构件的布置不同,会造成受力的不均,所以在地震之时,可能就有够扭转的产生,对于建筑结构比较不方便。对于建筑之中这些构件的布置都要在施工图中有明确的标注,便于施工。 一些建筑在设计之时把电梯井设置在了角落的位置,因为电梯井筒是刚度很大的构体,所以在发生地震时就会形成抗侧力,所以在地震作用之中的力度吸引过来,对于电梯一侧的建筑物产生较为严重的损坏。在一些建筑的墙体设计之中,就有严重的
7、偏移出现,在平面布置之中一侧的墙体比较较多,但是另外一侧的墙体较少,建筑平面的刚度有不平衡出现,其质量的重心不均匀,在地震之中,因为结构受力的不均,既有扭转地震作用的效应,使得局部墙体有严重的破坏出现。在一些临街的商服建筑之中,其临街的一侧通常都不设置墙体,而在另一侧则设置刚度很强的墙体,这样两侧在刚度上出现很大的差异,在地震时会发生严重的扭转效应。还有的建筑内,在墙体的布置不对齐、中断等等现象,如此就在发生地震之时,就会出现地震力传递受阻,不便于抗震,比较容易出现局部的损坏。为了有效的防止建筑在地震时的破坏,在对建筑进行设计时,应该充分的考虑到建筑内刚度以及质量的均匀性,应保持好构件的对称,
8、以及重心的平均分布,对于合理布置种种构件。尽量使得建筑的使用功能以及抗震要求协调统一,在对于建筑进行设计之时,考虑到建筑的抗震性。 5、建筑竖向布置设计问题 建筑的竖向布置设计问题在建筑设计之中主要是反映在建筑沿高度(楼层)结构的质量以及刚度分布设计之上。无论是单层或者多层,或则是高层建筑、超高建筑,此问题较为突出。主要有的问题是,因为建筑使用功能的要求,比如说底层或者是下面几层是商场、购物中心,建筑上要求是大柱距、大空间;上面的楼层则是开间较大的写字楼或者是布置较为多样化的公寓楼,低层设柱、墙很少,其上面的是以墙为主,柱较少。一些建筑在布置上还设有面积很大的公用天井大厅,在不同楼层上设有大会
9、议厅、展厅、报告厅等,建筑使用功能的不同,导致建筑物沿高度分布的质量以及刚度的严重不均匀以及不协调。主要的问题是沿上下相邻楼层的质量和刚度相差过大,形成突变。在刚度较差的楼层形成对于抗震比较不利的抗震承载力不足以及变形较大的薄弱层。则是在建筑设计之中应该高度重视的问题。在具体设计之中,在建筑使用功能不一致的情况之下,很有可能出现其上下相邻楼层的墙体没有对齐,柱子没有对齐,墙体不连续的情况;上层墙多,下层墙少;上层有柱,下层无柱等等,使得地震力的传递受阻或者是不通;抗震使用的剪力墙设置没有直通到最底层、剪力墙布置严重不对称或者是数量较少。当前这些布置都会给建筑物带来地震作用分布的不均匀、不对称以
10、及对建筑物很不利的扭转作用。 6、结语 对于还没建成的建设工程,在设计之中,应该充分考虑到建筑抗震设计,依照设计的要求以及规范来进行。对于已经建成的具有重要价值和纪念意义的地震重点防御区建筑或构筑物,若存在未采取抗争设施的,第一应该对他们进行有关的抗震鉴定,同时使用必须的抗震加固补强的措施。通过建筑的受力特性、结构类型、结构体系、结构布置以及抗震性能等等方面的概念设计,进而可以更加有效地构造出全新的措施以及计划,完善建筑结构设计。在建筑抗震结构设计之时,以经济以及安全为原则,站在长远发展的角度寻求新型设计方式,我国的建筑行业才可以健康发展。 参考文献: 1杨成.有关建筑抗震结构设计的探讨J.黑龙江科技信息,2012,29:265. 2石光梅.对高层建筑抗震结构设计的探析J.四川建材,2013,03:29-30. 3满国君,付艺璇.关于高层混凝土建筑抗震结构设计探析J.河南科技,2013,12:168. 4熊荣.高层建筑抗震结构设计探讨J.科技与企业,2012,13:255.