工民建结构抗震设计要点分析

(整期优先)网络出版时间:2016-12-22
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工民建结构抗震设计要点分析

陈俊

身份证号码:33072319781228xxxx

摘要:判断工民建的整个建筑质量是否合格,其重要的衡量标准和依据就是其抗震设计的合理性和科学性,工民建结构只有注重抗震设计才能够在一定程度上保障建筑质量,从而将更加安全、舒适的生产生活环境提供给人们,甚至会起到社会稳定的重要作用,因此,本文简要的分析在工民建结构中其抗震设计的要点,仅供参考。

关键词:工民建结构;抗震设计;结构设计;质量

在诸多的自然灾害中,地震所带来的破坏及损失是有目共睹的,其会引起房屋倒塌、地表断裂等后果,严重威胁人们的生命财产安全。尽管现如今我们无法准确的预估地震发生的时间、地点及地震强度,但是建筑若具有良好的抗震性能,其在降低地震灾害发生频率及保障人们生命财产安全方面将起到至关重要的作用。因此,对工民建结构的抗震设计要点进行深入分析,可以降低建筑物受地震影响的程度,具有一定的现实意义。

一、地震中被毁房屋的特点

1、装配式楼梯盖破坏较为严重

现阶段,大多数工民建的主体结构都会采用预制空心楼板,若在具体施工时没有严格遵守相关设计标准和要求,那么在地震发生时,整个预制板结构都会被破坏殆尽,墙体破坏会直接造成大面积楼梯坍塌的情况发生,并没有充分发挥整体式楼盖的重要作用。

2、框架结构中楼梯与填充墙间被震坏

当发生地震时,通常来讲房屋建筑中楼梯是损坏程度最为严重的,而人们在地震发生时通常会选择楼梯间作为其重要逃生通道,但是由楼梯间的结构特征的影响,其极容易在地震当中遭到破坏。此外,除了楼梯间之外,在地震发生时对填充墙的破坏程度也不容小觑。

3、钢筋混凝土结构不符合标准要求

只有框架剪力墙结构可以在发生地震之后可以以损坏最少的状态相对完整的保留下来,但是其柱的下端、框架梁节点、柱、柱端等会因地震而遭到严重破坏,从而引起损毁或坍塌事件的发生,其梁强柱弱的特点比较明显。究其原因是在箍筋配置的过程中并没有严格贯彻落实相关的设计要求和规范,设计师也并没有严格、谨慎的搭接主筋,若连最基本的设计标准都无法贯彻落实,事实上即便不发生地震,则该建筑结构也是不合理的,那么一旦发生地震,就会大大降低其抗震性能和安全性能。

4、竖向不规则的房屋建筑破坏较为严重

事实上,若地震强度足够强的话,任何建筑物都无法完整的保留下来,但是相比较而言,竖向不规则房屋建筑受到的破坏性比较大。专业人士将其分为突出小塔楼结构和敞开式框架结构这两种类型,前者房屋的竖向结构及刚度很容易引发结构突变,从而当地震发生时产生辫梢效应,引发楼体大面积坍塌;后者较为空旷的底层,较为薄弱的下部结构,尽管满足了使用者的实际需求,但是当地震发生时,其较为薄弱的底层结构,无论是刚度还是强度都无法将整个架构重量支撑起来,从而引起严重的坍塌或倾斜等事件。

二、工民建结构抗震设计中的基本原则

1、结构构件应具备一定的性能

工民建结构抗震设计中势必要考虑到构件的延性、稳定性、承载力及刚度等因素,结构构件应该遵循强底层柱、强剪弱弯、强节点弱、强柱弱梁等原则,尤其要注意的是找出构件的薄弱环节,并增强该环节的抗震性能,在主要耗能构件选择的过程中尽可能的避免选择纵向主要承载构件。

2、抗震防线布设点要达到大、多、广

抗震机构的总体系往往是由多个具有良好延性的体系共同构成的,一般情况下,当地震发生之后,接踵而至的就是余震,甚至余震次数有可能是数十次,因此在工民建结构抗震设计中应该提高抗震防线的布设数量,这样尽可能的避免或降低余震对建筑的破坏程度。

3、处理好建筑结构的构件强弱关系

在工民建结构抗震设计中应该对构件强弱关系引起足够的重视,同一楼层中,当主要耗能构件屈服之后,确保其他抗侧力构件仍保有一定的弹性,可以在一定程度上延长有效屈服时间,从而使建筑结构的抗倒塌和延性的能力得到强化和提升。值得一提的是,工民建结构中若存在部分结构具有较强的抗震性能,那势必就会存在部分结构的抗震性能较弱,因此要有效的协调结构抗震性能强弱之间的关系,尽可能的提高抗震设计的合理性和科学性。

三、工民建结构抗震设计要点分析

1、柔性抗震设计

自20世纪90年代开始逐渐广泛的应用柔性抗震设计,其主要是对隔震技术、消能减震技术的充分有效利用。在工民建结构抗震设计中要采用该设计方案,应该对以下几方面内容引起足够的重视:

(1)底层建筑、多层建筑使用柔性抗震设计的效果比较显著,将隔震建筑设计在硬土场地上,当发生地震时,隔震建筑的变形集中在隔震层,起到良好的减震效果,无论是上部结构反应,还是水平加速,都可以降低65%左右,尽可能的降低建筑物受地震的破坏影响及其损失。

(2)通过阻尼非线性滞变能耗或者附加阻尼器来充分发挥消能减震技术的重要性,从而提高工民建结构的抗震性能。

柔性抗震设计的优点非常之多,尤其是建筑结构类型对消能减震技术的应用几乎无干扰,而且可以使结构在风的作用下所产生的位移响应和加速度得以有效的降低。但是,柔性抗震设计的理论研究尚不完善,尤其是个别技术的安全性和实用性有待商榷,此外,在工民建结构中应用隔震技术或消能减震技术还会增加其建设成本,资金上的限制导致柔性抗震设计难以实现大范围的应用和推广。

2、刚性抗震设计

作为传统的结构抗震设计方式,刚性抗震设计主要是通过设计结构强度的强化来达到建筑物抗震性能得以提高的目的;通过塑性设计的强化来达到建筑物抗倒塌和延性能力得以提高的目的;通过结构刚性设计的强化来达到建筑物防变形能力得以提高的目的。现阶段刚性抗震设计的应用范围比较比较广泛,而且其在以混凝土结构为主的工民建中起到了至关重要的作用,主要是通过增加诸如梁、柱等抗侧力构件的截面,再配以适当的配筋量和混凝土标号来提高建筑物的刚性及延性。尽管刚性抗震设计的相关技术和理论较为成熟,但是其缺点也比较明显,应该意识到尽管它可以增强建筑的刚度,建筑自有刚度是有上限要求的,当其所遇到的地震强度比较大时,建筑物是否会受到地震的破坏及影响是无法保证的,同时地震加速度的增加,会增强建筑的地震效应,在一定程度上限制了抗地震损害的能力。

此外,值得一提的是在高层建筑抗震设计中,应该充分考虑随着建筑物不断升高而引起的侧移量的问题。建筑物本身会随着大风、地震等而发生整体侧移,而且高度越高其侧移量也就越大,其所承受的负荷也会随之增加,因此,在工民建结构抗震设计中务必重视建筑结构的合理选择。

结语

总之,我国是一个地震等自然灾害多发的国家,就如何提高工民建的各种性能来抵御地震等自然灾害的有关内容已经开展了多年深入的研究,现阶段我国逐渐成熟的抗震设计中,依然存在个别地方有待完善。因此,应该在相关建筑抗震规范要求得以贯彻落实的基础上,提高工民建抗震设计的科学性和合理性,为建筑物的可靠稳定奠定良好的基础,从而实现我国工民建结构抗震设计的不断进步和完善,促进我国建筑行业的可持续发展。

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