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建筑結構抗震設計問題與措施

1建筑結構抗震設計內涵與目標

1.1建筑結構抗震設計內涵

通常情況下,建筑結構抗震設計就是通過研究地震對建筑結構造成的破壞程度,并通過長期的抗震設計經驗總結,獲取更加有效的設計方案,從而應用到建筑結構當中的過程。地震作為一種隨機性非常強的劇烈振動,具有復雜性、隨機性、不確定性等特點。因此在建筑結構抗震設計當中,需要對建筑結構性質、空間、材料、外界因素進行綜合考慮,盡可能消除不確定性因素。建筑結構抗震設計中不能僅憑借計算數據,還需要結合地震易造成的工程破壞部位、破壞原理進行考慮,按照地震動理論,通過對抗震設計進行總結,最終確定設計方案,這也是建筑抗震設計當中的一大突破點,從本質上提升建筑結構的抗震性能。

1.2建筑抗震設計的設防目標

結合地震的實際強度,可以將設防標準劃分為3個等級:①第一水準。如果建筑結構遭受了低于當地地震設防烈度的多遇地震影響時,通常建筑不會受到損壞且不需要修理,建筑工程各項功能可以正常使用,也就是所謂的“小震不壞”;②第二水準。如果建筑結構遭受了相當于本地抗震烈度的地震影響時,可能建筑結構會遭到損壞,但是通過修理或不需要修理即可保證建筑工程各項功能可以正常使用,也就是“中震可修”;③第三水準。如果建筑結構遭受到了高于本地區抗震設防烈度,建筑結構不至于倒塌或危及生命的危險,也就是“大震不倒”。對于使用功能以及其他方面具有專門要求的建筑工程,在進行抗震性能優化設計當中,需要提出更加具體、抗震等級更高的抗震設防目標。對于抗震設防在VI度以上的地區,建筑工程必須要采取抗震設計??拐鹪O防烈度的確定必須結合國家規范的要求。

2建筑工程抗震設計中的關鍵問題以及實施要點

2.1抗震場地選擇

在相同的設計條件下,場地的地質條件對建筑抗震性能有著極大的影響,并且受到地震破壞程度差異明顯,所以做好抗震場地選擇工作十分重要。在選擇抗震場地時,盡可能避免地質較差的場地,降低地震帶來的災害。通常情況下,微風化與中等風化基巖、密實砂土層、含水量低的黏土都是較為有利的建設場地,而軟土、液化土、濕陷性黃土都是不利場地,需要正確辨別場地的影響因素。如果工程建設區域地質不理想,則需要結合土質采取加強措施,同時要對可能出現的不利條件進行估算,并采取預先防護措施進行加固處理。如果發生地震時可能出現斷裂的場地,需要重點加強地基,確?;A工程的安全。

2.2建筑結構抗震體系

合理選擇建筑結構抗震體系是保障抗震設計質量的重要因素,建筑體系是否合理直接決定了建筑工程的經濟性、安全性。在建筑結構抗震體系設計當中,需要重點從以下三點入手:(1)確保建筑結構體系合理性,需要避免部分結構遭到破壞對整個工程的影響,同時也包括部分構件遭到破壞造成整體結構癱瘓。所以在建筑結構抗震設計中需要保留一定的冗余度,并具備較好的變形能力。如果發生了地震災害,即使局部出現了嚴重損毀,其余部位也要能夠承擔橫向、縱向荷載,提高建筑結構整體的穩固性。(2)確保建筑結構抗震性設計的清晰性,明確設計當中地震力的傳遞路徑,在對豎向建筑構件進行布置當中,要保證重力荷載均勻,并對樓屋蓋梁體系設計當中,垂直重力荷載需要以最短路徑向豎向構件傳遞。保證建筑整體抗側力結構的剪力墻、支撐系統、框架等相互聯系,結構體系受力明確。(3)確保建筑結構體系的剛度、強度滿足要求,避免因為局部剛度、強度產生變化而影響整個結構。在設計框架結構過程中,需要重點考慮節點問題,避免節點被破壞,對于抗震性能較為薄弱的部位要采用更加合適的防護、加固措施,這樣即可提高抗震性能。

2.3建筑結構平面布置的規則與對稱性

根據抗震理念,對建筑立面、平面設計時,應確保建筑結構的規則性。對于不規則建筑工程通常都是采用空間結構計算模型;對于工程結構中較為薄弱的環節,需要提高內力系數,結合相關標準對彈塑性變形進行分析,薄弱部位需要采用針對性抗震設計。對稱性同樣是抗震設計中的重要一環,需要建筑結構對稱、質量分布對稱、剛度對稱。通常最理想的方案是“三心重合”,三心即平面形心、質量中心、剛度中心。結構對稱也就是抗側力主體結構對稱,該種對稱較為容易實現,主要保證主體結構沿著主軸方向進行剛度、強度設計,變形特征差異不大;保證沿抗側力主體結構當中的主軸線強度、剛度分布均勻;結構整體具備一定的協調能力,確保剛度、強度能夠滿足扭矩性能,這樣即可在發生地震災害時,建筑結構不會產生較大的扭轉變形,避免主體結構、構件遭到破壞。

3解決建筑結構抗震性能的措施

3.1合理布局地震外力能量傳遞吸收

外力傳遞吸收是保證建筑結構抗震能力的前提條件,采用合理的布局方案,可以確保支柱、梁、墻軸線處于同一平面,這樣可讓構件雙向抗側力體系更加合理。采用此布局方案,如果發生了地震,即使對柱、墻、梁的彎剪破壞,其塑性屈服也會發生在底部。再者,連梁塑性屈服要控制在連梁位置,同時還具備一定的變形能力。該種結構設計方案,在地震時會充分發揮結構抗震作用,結合“墻強梁弱”的理念,可以提高墻肢承


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