李國娟
煙臺開發(fā)區(qū)業(yè)達企業(yè)服務有限公司 山東煙臺 264006
抗震設計在建筑結構設計中,占據(jù)著十分重要的地位??拐鹪O計能夠降低地震對建筑物的破壞程度,最終對人民生命財產(chǎn)的安全進行保障。在建筑結構的抗震設計中,首先,要掌握建筑物的結構,并進行概念設計。概念設計能夠對地震計算結果進行保障,對建筑物的抗震性能進行提高。其次,對地震進行計算。因為在建筑結構的抗震設計中,需要以精確的數(shù)據(jù)作為支持,所以設計中所需的數(shù)據(jù)必須通過嚴格的抗震計算來取得。
明確設計目標,能夠對建筑結構抗震性能進行提高。建筑結構抗震設計主要對象是整個建筑,目的是對整個建筑的抗震性能進行提高,在設計過程中避免出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié),對建筑結構的整體性能造成影響。在抗震設計過程中,應遵循建筑設計原則。首先,抗震設計應對建筑物的整體結構性能進行掌握,在提高建筑結構的剛度時,應利用嚴格的計算和應力分析來進行。其次,要實現(xiàn)建筑結構的合理設計,均勻分散強度,防止建筑結構出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)。
第一,地下部分:在滿足規(guī)范的前提下,建筑物上部的荷載應均勻分布于地下部分,這樣可使其受力構件布置連續(xù)、規(guī)則、受力均勻;將平面布置復雜的平面以防震縫的形式劃分為若干規(guī)則的平面;如果上部結構構件與地下結構構件對齊布置,可利用防震縫與上部塔樓連接的地下部分與其它地下部分脫開;如果上下構件不是同一種結構形式則會形成轉換構件,并應滿足相關規(guī)范的要求;同時還應注重轉換層層高的控制,避免形成薄弱層。
第二,延性設計:抗震設計的基本原則是“小震不壞、中震可修、大震不倒”,結構體系應設計成為強震下呈非線性反應并進入屈服狀態(tài),利用結構的延性性能耗散地震的能量,從而使建筑物不至于倒塌,同時也使得工程造價更加合理;其中,墻、柱的軸壓比是影響結構延性的重要因素,因此在抗震設計中應嚴格控制軸壓比使其不超過規(guī)范允許的范圍。
第三,施工方法:施工方法也會影響到建筑結構體系的抗震性能,尤其是結構的整體性。對于鋼筋混凝土結構來說,采用現(xiàn)澆的形式可以保證結構具有良好的連續(xù)性,使得構件間的節(jié)點更加可靠的連接從而確保有效的整體性。而構件預制、節(jié)點現(xiàn)澆的裝配整體式結構在節(jié)點處混凝土不易澆搗密實,節(jié)點強度不易保證,因而整體性差。裝配式結構的整體性則更差,所以具有抗震要求的建筑應盡量采用現(xiàn)澆的施工方法。
第四,在結構體系選擇的時候,一定要對地震作用進行全面的分析,防止地震來襲時對建筑物造成破壞。
在相同的設計條件下,場地的地質(zhì)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(zhì)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(qū)域地質(zhì)不理想,則需要結合土質(zhì)采取加強措施,同時要對可能出現(xiàn)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(fā)生地震時可能出現(xiàn)斷裂的場地,需要重點加強地基,確?;A工程的安全。
(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(fā)生了地震災害,即使局部出現(xiàn)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(wěn)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(tǒng)、框架等相互聯(lián)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(chǎn)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(jié)點問題,避免節(jié)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。
根據(jù)抗震理念,對建筑立面、平面設計時,應確保建筑結構的規(guī)則性。對于不規(guī)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(huán)節(jié),需要提高內(nèi)力系數(shù),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(huán),需要建筑結構對稱、質(zhì)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(zhì)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(xiàn),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(xié)調(diào)能力,確保剛度、強度能夠滿足扭矩性能,這樣即可在發(fā)生地震災害時,建筑結構不會產(chǎn)生較大的扭轉變形,避免主體結構、構件遭到破壞。
目前,我國的建筑行業(yè)在飛速的發(fā)展,人們的生活質(zhì)量也在逐漸的提高,與此同時,人們對建筑的安全性能的要求也越來越高,我國正在不斷的更新建筑抗震等級規(guī)定,以促進中國建筑業(yè)的發(fā)展,同時為建筑業(yè)提供強大的驅動力。建筑結構抗震優(yōu)化設計能夠保證建筑工程質(zhì)量,提高建筑結構抗震性能,最終保證人民生命財產(chǎn)的安全。