發(fā)布時間:2023-01-16 10:11:36
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)研究3篇,希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)研究篇1
我國所處的地理位置地殼運(yùn)動比較頻繁,相對來說,發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的概率高于其他國家,除此之外環(huán)境問題的不斷惡化,也是最近幾年我國各個地區(qū)地震災(zāi)害頻繁發(fā)生的主要原因,地震災(zāi)害給廣大民眾和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成的創(chuàng)傷是很難彌補(bǔ)的,特別是在高層建筑越來越多的現(xiàn)代社會中,一旦發(fā)生地震災(zāi)害,后果的嚴(yán)重性是不可想象的,由于建筑是否具備優(yōu)越的抗震能力,是建筑能否安然應(yīng)對地震災(zāi)害的決定性因素,因此在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中合理融入抗震設(shè)計(jì)概念逐漸引起各相關(guān)方面的關(guān)注與重視,但是在當(dāng)前的現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中,仍有一些尚未得到妥善解決的問題,所以迫切需要合理開展現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)與加工處理的探索和研究。
1概念設(shè)計(jì)在現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)中的抗震作用
隨著近年來大型地震對建筑物造成的嚴(yán)重破壞,以及因?yàn)榻ㄖ飮?yán)重?fù)p壞所帶來的人民生命財(cái)產(chǎn)安全的嚴(yán)重?fù)p失,使得人們對于建筑物的抗震性能產(chǎn)生了較高的需求,相應(yīng)的概念設(shè)計(jì)理念也在這種需求中逐漸浮出水面,這種概念其核心目的是有效的提升建筑整體結(jié)構(gòu)的抗震性能,通過針對不同地質(zhì)狀況和地理位置所開展的建筑物結(jié)構(gòu)選型,來滿足人們?nèi)找嬖鲩L的對建筑物的抗震需求提升。因此在進(jìn)行建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中所包含的抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容得到了明顯的增加,設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)針對抗震設(shè)計(jì)來不斷提升自身的專業(yè)知識和設(shè)計(jì)能力。在進(jìn)行建筑物結(jié)構(gòu)方案的選擇過程中要避免受到業(yè)主的影響,防止受到來自建筑物的外觀形狀以及結(jié)構(gòu)布局等諸多因素中存在的抗震缺陷。良好的技術(shù)選型工作能夠有效降低業(yè)主對建筑物經(jīng)濟(jì)型乃至外觀的干擾和影響,如果不能對建筑物地下結(jié)構(gòu)的延展性進(jìn)行有效的控制,盲目的增加地面下結(jié)構(gòu)的延展性可能會導(dǎo)致建筑物本身的抗震性能受到影響甚至?xí)绊懡ㄖ锉旧淼馁|(zhì)量。
2建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中亟待解決的問題
2.1前期設(shè)計(jì)方案中的抗震設(shè)計(jì)某些建筑工程設(shè)計(jì)過程中設(shè)計(jì)單位甚至業(yè)主對于建筑物結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案沒有給予相應(yīng)的重視程度,大多建筑物設(shè)計(jì)過程集中在如何讓建筑外觀更加符合業(yè)主的要求,這使得設(shè)計(jì)單位在開展設(shè)計(jì)的過程中為了迎合業(yè)主的需求使得建筑物本身的結(jié)構(gòu)性能得到有效的控制。加之當(dāng)前建筑行業(yè)市場發(fā)展速度較快,部分工程的整體開發(fā)周期較短,所以在設(shè)計(jì)的過程中為了能夠加快設(shè)計(jì)速度,某些設(shè)計(jì)單位甚至?xí)撾x建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。這使得建筑物自身的平面結(jié)構(gòu)或立面結(jié)構(gòu)甚至特殊結(jié)構(gòu)都沒有進(jìn)行科學(xué)有效的評估,對于建筑物的抗震性能產(chǎn)生了負(fù)面影響。建筑物的設(shè)計(jì)過程中要將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行有效的平衡,保證兩種設(shè)計(jì)內(nèi)容都具備較高的科學(xué)性,這是建筑在滿足質(zhì)量要求以及抗震需求的前提下獲得更好的外部特征。所以在設(shè)計(jì)的過程中要重視結(jié)構(gòu)平面立面和建筑物內(nèi)部的梁柱性能設(shè)計(jì),提升建筑物的抗震效果。
2.2結(jié)構(gòu)體系選擇在進(jìn)行結(jié)構(gòu)體系的選型過程中,應(yīng)當(dāng)通過對抗震設(shè)防的烈度以及類型,建筑本身的地質(zhì)情況,建筑物的高度,以及施工技術(shù)和施工材料等多種因素進(jìn)行考量,要將建筑物的經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)水平以及最終的建筑物功能進(jìn)行有效的平衡來提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性以及合理性。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時應(yīng)當(dāng)首先進(jìn)行計(jì)算簡圖的制定工作,同時要對建筑物自身的地震傳遞渠道進(jìn)行有效的模擬。這能夠有效降低建筑物不同部位的結(jié)構(gòu)在地震中遭到破壞而使得建筑物整體結(jié)構(gòu)失去有效的載荷能力,出現(xiàn)嚴(yán)重的建筑質(zhì)量安全事故,要保證建筑物具備良好的地震中的承載能力,吸收地震應(yīng)力的能力以及在應(yīng)對不同震級情況下建筑物所能夠提供的變形能力。對于建筑物存在的某些弱勢結(jié)構(gòu)應(yīng)該通過各種技術(shù)或方法來提升其抗震性能。
2.3結(jié)構(gòu)平面與立面的選擇在進(jìn)行平面結(jié)構(gòu)和立面的設(shè)計(jì)過程中要面對平面規(guī)則問題,通常導(dǎo)致平面不規(guī)則最主要的原因是凹凸以及扭轉(zhuǎn)兩種不規(guī)則問題,在某些情況下樓板局部的連續(xù)性較差也會產(chǎn)生平面不規(guī)則問題。而立面不規(guī)則則由豎向抗側(cè)力構(gòu)件以及側(cè)向剛度連續(xù)性不足的問題產(chǎn)生,在某種情況下樓層的承載能力發(fā)生了突然的變化,較為典型的是在地震過程中樓層的承載能力發(fā)生突變導(dǎo)致的縱向立面不規(guī)則問題。要在設(shè)計(jì)過程中降低上述幾種立面和平面結(jié)構(gòu)不規(guī)則的問題,如果設(shè)計(jì)過程中無法避免這種不規(guī)則立面和平面,則需要召集技術(shù)人員和工程人員用特殊的技術(shù)或措施來進(jìn)行立面平面的加強(qiáng)工作。
2.4抗震概念設(shè)計(jì)的有效延伸在進(jìn)行建筑物的抗震設(shè)計(jì)過程中,除了對現(xiàn)有技術(shù)的依賴和應(yīng)用之外,還需要通過建模來提升建筑物本身的抗震水平,但受到地震過程的不確定性使得這種技術(shù)應(yīng)用和建模模擬過程仍然不能完整的實(shí)現(xiàn)建筑物抗震水平的有效提升,所以應(yīng)當(dāng)在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時增加建筑物的抗震措施,通過多種不同的方法來有效的緩解地震對建筑物產(chǎn)生的破壞作用。在進(jìn)行概念設(shè)計(jì)時首先需要設(shè)計(jì)人員對于不同建筑結(jié)構(gòu)的性能和原理有著清晰的認(rèn)識,只有具備完善的設(shè)計(jì)原則,明確不同的抗震技術(shù)在抗震過程中所起到的作用,將這些技術(shù)進(jìn)行有效的排列,明確不同技術(shù)的優(yōu)先級,使得建筑物本身的抗震容錯能力得到有效的提升。
2.5結(jié)構(gòu)材料與施工的重要性抗震設(shè)計(jì)過程中也要考慮到建筑物在選擇抗震材料過程中的不同要求,并將這種要求在設(shè)計(jì)圖紙中反映出來。通常針對砌體建筑物所使用的磚塊性能有如下要求,多孔磚以及普通磚應(yīng)當(dāng)滿足MU10的強(qiáng)度等級,空心磚的強(qiáng)度等級應(yīng)當(dāng)滿足MU7.5,砂漿強(qiáng)度等級應(yīng)當(dāng)滿足M5。建筑物所包含的框梁以及混凝土的強(qiáng)度等級在一級抗震水平的條件下應(yīng)當(dāng)高于C30。圈梁以及構(gòu)造柱等建筑物構(gòu)件的強(qiáng)度水平不得低于C20。在建筑物所包含的鋼結(jié)構(gòu)在相關(guān)技術(shù)參數(shù)中鋼結(jié)構(gòu)的屈服強(qiáng)度以及抗拉強(qiáng)度所產(chǎn)生的比值不應(yīng)當(dāng)超過0.85。
3抗震加固技術(shù)類型
3.1自身加固方法在對建筑物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行認(rèn)證加固的過程中,較為常見的加固方法包含壓力灌注及其細(xì)分的環(huán)氧樹脂漿和水泥漿的加固方法以及鐵把鋸加固方法,針對鐵把鋸加固方法,其核心原理是通過穿墻的裂縫開展加固流程,其核心構(gòu)件所選用的材料為直徑6mm的鋼筋,通過對其彎折形成超過兩側(cè)縫隙并形成100mm的直鉤作為加固構(gòu)件。
3.2外包加固方法開展外包加固的過程中,主要的加固對象為鋼筋網(wǎng)水泥砂漿、外包鋼筋混凝土以及水泥砂漿三種面層和鋼構(gòu)件網(wǎng)籠等四種加固方法。鋼筋混凝土梁柱磚柱以及磚墻的加固是外包鋼筋混凝土面層加固的主要對象,而針對水泥砂漿面層的加固對象主要面向不需要大幅提升抗震能力的磚墻。鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層的加固對象主要集中在磚柱和磚墻兩個部分的加固流程,在進(jìn)行該流程的架構(gòu)過程中通常不需要設(shè)置模板進(jìn)行支撐,只需要在完成鋼筋設(shè)置后進(jìn)行多層抹灰工作也能夠?qū)崿F(xiàn)有效加固目的。針對煙囪和鋼筋混凝土的磚柱、梁柱進(jìn)行加固的方法通常為鋼構(gòu)件網(wǎng)龍加固,這種加固方法通常較為簡單,只需要做好相應(yīng)的防銹措施,如果建筑物本身自然環(huán)境中的濕度較大時則盡量避免使用這種加固方式。
3.3構(gòu)件增設(shè)方法在進(jìn)行增設(shè)構(gòu)件的過程中要將在原本結(jié)構(gòu)構(gòu)件的基礎(chǔ)上增加新的構(gòu)件,增設(shè)構(gòu)件的主要目標(biāo)是為了加強(qiáng)建筑物本身的抗震性能和整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,還建議具備一定的變形性能,這能夠有效提升抗震水平。通常在進(jìn)行構(gòu)件增設(shè)的過程中,要將增設(shè)的構(gòu)件可能會對建筑產(chǎn)生的影響進(jìn)行有效的考量,大多數(shù)情況下正是構(gòu)件通過以下幾種方式進(jìn)行,首先是墻體增設(shè),這種方法適用于抗震橫墻本身存在較大的間距,墻體的承載能力不足時便可以增加墻體來實(shí)現(xiàn)加固作用,使用這種方法進(jìn)行墻體加固是可以選擇鋼筋混凝土墻體或砌體墻體。其次是柱子增設(shè),增加柱子的主要目標(biāo)是為了增加墻體的顛覆能力,通常增加柱子會采用鋼筋混凝土柱圈梁或拉桿等基礎(chǔ)構(gòu)件來對柱子進(jìn)行有效的連接實(shí)現(xiàn)墻體的加固作用。在增設(shè)拉桿的過程中通常適用于存在加固受彎的構(gòu)件以及縱橫墻連接部位的固定作用。增設(shè)支撐是指適用于屋蓋天窗或柱間等建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)的支撐過程。這也是能夠有效提升建筑物抗震性能的重要措施。圈梁的加固過程主要面對圈梁自身的技術(shù)參數(shù)與施工設(shè)計(jì)要求存在差異,通常會選擇鋼筋混凝土和內(nèi)墻圈梁來對其進(jìn)行有效的加固,使得圈梁能夠依照建筑物的周邊形成閉合式的環(huán)形圈梁,以此來實(shí)現(xiàn)建筑物的整體結(jié)構(gòu)受到圈梁的約束,提升抗震性能。
3.4連接增強(qiáng)方法在發(fā)生地震的過程中,保證建筑物實(shí)現(xiàn)有效抗震能力的關(guān)鍵部位為建筑物結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接位置,這是建筑建造過程中常常被忽視的區(qū)域?qū)τ诮ㄖ锏目拐鹦阅苡兄苯拥挠绊懀瑧?yīng)當(dāng)增強(qiáng)對構(gòu)件連接位置的加固使其具備較強(qiáng)的承載能力,通常該區(qū)域存在質(zhì)量問題的主要反應(yīng)和特征包含以下兩點(diǎn),首先是拉結(jié)鋼筋通過磚墻與混凝土梁柱進(jìn)行有效的連接能夠提升加強(qiáng)拉結(jié)筋的作用,通過將鋼筋進(jìn)行彎折后插入到磚塊的灰縫之間,并在另一側(cè)通過環(huán)氧樹脂砂漿將鋼筋與梁柱體的斜孔進(jìn)行有效的固定,使得墻體和新增的外加柱進(jìn)行有效的連接實(shí)現(xiàn)加固作用。壓漿錨桿則適用于縱向的墻體連接不存在要求連接性能較好的條件下通過將錨桿與內(nèi)墻和縱墻進(jìn)行連接再用水玻璃砂漿進(jìn)行灌漿處理。
4加固設(shè)計(jì)的技術(shù)革新趨勢
4.1加固設(shè)計(jì)所包含的內(nèi)容為了能夠有效提升加固補(bǔ)強(qiáng)作用,在加固之前應(yīng)當(dāng)做好加固設(shè)計(jì)工作,通過將不同的加固方案進(jìn)行多角度的比較來選擇性能較好經(jīng)濟(jì)性較強(qiáng)的加固方案,加固工作的核心內(nèi)容要體現(xiàn)出良好的預(yù)防性,對于靜結(jié)構(gòu)通常應(yīng)將其轉(zhuǎn)化為超靜定結(jié)構(gòu),能夠有效地提升建筑物在抵御地震過程中所產(chǎn)生的冗余效果。
4.2加固設(shè)計(jì)過程中的要點(diǎn)內(nèi)容加固過程中所選擇的混凝土其強(qiáng)度要高于建筑物本身的結(jié)構(gòu)所采用的混凝土強(qiáng)度,之所以采用這種強(qiáng)度的混凝土,除了能夠有效保證前后混凝土界面之外,還能夠提供更加強(qiáng)力的粘接效果,使得鋼筋或其他加固材料能夠得到有效的鞏固,通常后續(xù)施工所采用的混凝土體積低于舊有混凝土的體積,加之澆筑過程中受到空間的限制不能夠?qū)崿F(xiàn)有效的澆筑質(zhì)量。比如在針對較小容積的模板進(jìn)行澆筑時對其混凝土質(zhì)量進(jìn)行檢測發(fā)現(xiàn)其混凝土質(zhì)量遠(yuǎn)低于大空間比例的混凝土澆筑質(zhì)量,因此需要通過加強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度等級來彌補(bǔ)澆筑質(zhì)量的下降。在進(jìn)行混凝土加固設(shè)計(jì)的過程中要對該加固過程的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行考量,防止重復(fù)性施工或過度施工所產(chǎn)生的浪費(fèi)現(xiàn)象,如果建筑工程項(xiàng)目本身處于地震帶或地震高發(fā)區(qū)可以通過對該建筑物增加防震構(gòu)件來提升建筑物的抗震水平。
5結(jié)語
建筑與廣大民眾切身問題存在緊密關(guān)系,建筑的穩(wěn)固性與耐久性不僅是自身價值的重要體現(xiàn),對建筑用戶的生命財(cái)產(chǎn)安全也有重大影響,而地震災(zāi)害的發(fā)生,是對建筑穩(wěn)固性的考驗(yàn),而優(yōu)越的抗震能力是保證建筑工程安然度過地震災(zāi)害,并為民眾提供庇護(hù)所的有效保障,最近幾年地震災(zāi)害不時發(fā)生的事實(shí),充分引起了人們對建筑結(jié)構(gòu)抗震能力的重視,鑒于將抗震概念合理應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,是提升建筑抗震能力的有效舉措,因此,各相關(guān)方面應(yīng)高度重視目前建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的對結(jié)構(gòu)材料與施工作業(yè)的要求,以及結(jié)構(gòu)平面與立面選擇等各種核心問題,同時也需要合理探討自身加固、外包加工以及增設(shè)構(gòu)件與增強(qiáng)連接等建筑結(jié)構(gòu)抗震加固措施,以便確保現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)與加固處理的科學(xué)性與合理性,借此為廣大民眾獻(xiàn)上高質(zhì)量建設(shè)項(xiàng)目。
作者:商治強(qiáng) 單位:中交鐵道設(shè)計(jì)研究總院有限公司
建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)研究篇2
建筑行業(yè)的發(fā)展使得人們對住宅建筑的要求不止步于舒適度方面,人們對住宅建筑的質(zhì)量和安全能力也提出了很高的要求。住宅建筑的設(shè)計(jì)單位和施工團(tuán)隊(duì)需要提升住宅建筑的抗震能力,保證住宅建筑達(dá)到小震不壞、中震可修、大震不倒的要求。建筑單位要對住宅建筑的抗震性能進(jìn)行把握,建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的危險因素進(jìn)行排查,保證住宅建筑的安全性和抗震性。
1基于抗震性能的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
1.1選擇建筑場地建筑和設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)住宅建筑時,要充分考慮住宅建筑在不同場地中的抗震效果。比如,在設(shè)計(jì)條件不變的情況下,平坦地區(qū)的住宅建筑在抗震效果方面高于地勢起伏大的地區(qū)[1]。因此,設(shè)計(jì)人員要在住宅建筑施工前做好場地調(diào)研,對工地的地質(zhì)條件進(jìn)行把握,使住宅建筑通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)發(fā)揮應(yīng)有的抗震效果。如果住宅建筑坐落于軟土和黃土較多的地區(qū),會降低住宅建筑的抗震能力,如果住宅建筑坐落黏土區(qū)域,可以提升住宅建筑的抗震性能[2]。住宅建筑的設(shè)計(jì)人員需要在設(shè)計(jì)工作中考慮地質(zhì)條件、土層條件等因素,保證住宅建筑的地基能夠達(dá)到抗震標(biāo)準(zhǔn),使住宅建筑能夠有效抵御地震。
1.2建筑地基設(shè)計(jì)地基基礎(chǔ)是建筑結(jié)構(gòu)的重要組成部分,需要保證地基的質(zhì)量,從而保證住宅建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力,這需要設(shè)計(jì)人員充分考慮地基質(zhì)量對住宅建筑抗震性能的影響,并在設(shè)計(jì)過程中充分考量這一因素,具體措施如下:一方面,在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)階段,相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要對地基的承載力進(jìn)行計(jì)算,如果建筑類型為超高層建筑,還需要進(jìn)一步考慮地基基礎(chǔ)的填埋深度,從而提升嵌固效果[3]。另一方面,高層澆筑的建筑,如果地基基礎(chǔ)在深度方面難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),會導(dǎo)致住宅建筑在抗震性能方面存在不足。為了加強(qiáng)住宅建筑的抗震性能,設(shè)計(jì)人員需要在住宅建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面提升住宅建筑的防御能力。
2建筑結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計(jì)與常規(guī)抗震設(shè)計(jì)的比較
2.1常規(guī)抗震設(shè)計(jì)方法可視為抗震性能設(shè)計(jì)的雛形早在1980年我國對民用建筑和工業(yè)建筑的相關(guān)抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂時,就明確指出了抗震目標(biāo)和口號,需要做到“小震不壞、中震可修、大震不倒”,在這一抗震目標(biāo)上提出了“三水準(zhǔn)兩階段設(shè)計(jì)”的設(shè)計(jì)方法。1989年,我國相關(guān)部門根據(jù)當(dāng)前的建筑抗震發(fā)展需求制定了《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》,這一政策將以往的抗震口號和防護(hù)目標(biāo)進(jìn)行綜合考量,形成了以下兩個方面的特點(diǎn)。一方面。為了真正實(shí)現(xiàn)規(guī)范中“小、中、大”的設(shè)計(jì)目標(biāo),對地震事故進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì),制定了相應(yīng)的地震影響系數(shù)比。同時提出了關(guān)于地震破壞程度的規(guī)范性描述,具體內(nèi)容見表1。其中:局部指5%以下,少許指30%以下,幾乎所有指超過50%。另一方面,為了滿足“小、中、大”的地震防護(hù)標(biāo)準(zhǔn),提出了“兩個階段”的設(shè)計(jì)方法。第一階段的內(nèi)容為驗(yàn)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力。這一階段主要的理論支持為結(jié)構(gòu)彈性反應(yīng)譜理論,并從中得出了地震作用的標(biāo)準(zhǔn)值及其效應(yīng)。第二階段為驗(yàn)算建筑結(jié)構(gòu)的彈塑性變形,并要采取相關(guān)抗震構(gòu)造措施,保證在地震作用下不易倒塌且有特殊要求的結(jié)構(gòu)的薄弱處符合“大震不倒”這一規(guī)范要求。通過上述簡要分析可以看出,1989年所頒布的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中提出的抗震設(shè)計(jì)方法及步驟已經(jīng)初步具備了性能設(shè)計(jì)的雛形。經(jīng)過多年的不斷發(fā)展與更新,2001年,我國的抗震規(guī)范在概念設(shè)計(jì)及性能控制上的發(fā)展又“更上一層樓”,內(nèi)容也更加具體和規(guī)范。
2.2常規(guī)抗震設(shè)計(jì)方法與抗震性能設(shè)計(jì)方法之間的對比基于前文對“性能設(shè)計(jì)”的相關(guān)認(rèn)識,本文對建筑結(jié)構(gòu)常規(guī)抗震設(shè)計(jì)與建筑結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計(jì)進(jìn)行了比較分析。(見表2)
3抗震技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用
3.1主動控制技術(shù)主動控制技術(shù)是指住宅建筑通過外部的能源來提升住宅建筑本身的抗震能力,在住宅建筑外加入一個外力用來與地震的作用力進(jìn)行有效對抗,反向的作用力能夠提升住宅建筑的防震效果。主動控制技術(shù)的工作原理是在住宅建筑外部設(shè)置傳感器,根據(jù)住宅建筑和位置的不同,在對應(yīng)的位置放置傳感器,傳感器可以對地震產(chǎn)生反應(yīng),并觸發(fā)一定的響應(yīng),通過科學(xué)技術(shù)和計(jì)算機(jī)計(jì)算,及時將地震的相關(guān)情況和信息傳輸至計(jì)算機(jī)中,并通過相關(guān)步驟計(jì)算地震作用力的具體數(shù)值,再通過住宅建筑外部的驅(qū)動系統(tǒng)來對抗地震的作用力[4]。我國當(dāng)前對住宅建筑的主動控制技術(shù)有阻力設(shè)備、防風(fēng)板、動力脈沖設(shè)備等。
3.2被動控制技術(shù)被動控制技術(shù)是指將住宅建筑內(nèi)部的系統(tǒng)支撐點(diǎn)進(jìn)行擴(kuò)張,形成一小部分的結(jié)構(gòu)動能增加。當(dāng)前我國對被動控制技術(shù)的運(yùn)用主要在住宅建筑的防震、減震功能中,在住宅建筑的設(shè)計(jì)過程中,通過被動控制技術(shù)來提升住宅建筑的減震和防震功能。減震防震技術(shù)的基準(zhǔn)點(diǎn)是將住宅建筑本身作為基點(diǎn)和依托,可以有效提升住宅建筑的內(nèi)部抗震能力,通過科學(xué)的住宅建筑控制結(jié)構(gòu)將地震對住宅建筑產(chǎn)生的作用力通過科學(xué)技術(shù)和相關(guān)設(shè)備進(jìn)行緩解和阻斷,降低地震對住宅建筑的破壞程度,從而達(dá)到減震、防震的目的[5]。當(dāng)前,我國在被動控制技術(shù)方面主要有擺動、混合、支撐等,通過住宅建筑外部的構(gòu)件來形成住宅建筑內(nèi)部系統(tǒng)的元件,通過這些小構(gòu)件阻隔地震所帶來的動能。一些地區(qū)為了更好地緩解地震對住宅建筑造成的動能破壞,采用阻力器和耗能原件來對抗動能較小的地震,通過風(fēng)的作用力來對抗震動以提升整個住宅建筑的抗震強(qiáng)度。阻力器和耗能原件會隨著地震的強(qiáng)度發(fā)生相應(yīng)的改變,將地震對住宅建筑的動能進(jìn)行吸收和轉(zhuǎn)化,從而降低住宅建筑的晃動頻率,可以有效減少地震對住宅建筑的損壞,保護(hù)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全[6]。
3.3混合控制技術(shù)混合控制技術(shù)是住宅建筑防震、減震的重要技術(shù)之一,在住宅建筑的抗震能力提升過程中將主動控制技術(shù)和被動控制技術(shù)進(jìn)行科學(xué)、合理的融合,可以有效提升住宅建筑的抗震水平。相關(guān)工作人員將被動技術(shù)和主動技術(shù)的優(yōu)勢進(jìn)行結(jié)合,可以將住宅建筑的外部和內(nèi)部抗震能力同步提升[7]。主動控制技術(shù)的抗震效果比較理想,被動控制技術(shù)在住宅建筑的抗震適應(yīng)性方面比較強(qiáng),但是兩者都存在不同程度的缺陷,被動控制技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用過程中容易出現(xiàn)檢測漏洞的問題,主動控制技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中過度依賴外部力量控制,而且主動控制技術(shù)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在構(gòu)建過程中較為復(fù)雜,很難在實(shí)際應(yīng)用過程中進(jìn)行普及。混合控制技術(shù)可以將被動技術(shù)和主動技術(shù)的優(yōu)勢進(jìn)行結(jié)合,同時最大限度規(guī)避兩者的缺陷,在實(shí)際中的應(yīng)用比較廣泛。
4當(dāng)前抗震設(shè)計(jì)理念中存在的問題
4.1設(shè)計(jì)理念過于保守當(dāng)前,我國存在部分設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)理念方面受到傳統(tǒng)想法的禁錮和限制,在住宅建筑抗震設(shè)計(jì)理念上缺乏新技術(shù)和新思想,這在一定程度上阻礙了新技術(shù)和住宅建筑抗震設(shè)計(jì)的結(jié)合和融入[8]。存在部分設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行住宅建筑減震、抗震設(shè)計(jì)工作時,沒有對現(xiàn)場施工環(huán)境和建筑性能進(jìn)行了解和把握,設(shè)計(jì)的內(nèi)容過于死板和僵硬,導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案比較刻板,難以有效提升抗震能力。
4.2過于重視抗震結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,忽視性能建設(shè)我國當(dāng)前的建筑設(shè)計(jì)單位對住宅建筑的抗震結(jié)構(gòu)和整體承載能力投入了過多的關(guān)注度,而對住宅建筑外部和內(nèi)部的建筑結(jié)構(gòu)和性能設(shè)計(jì)方面缺乏足夠的重視。許多設(shè)計(jì)人員學(xué)習(xí)的理論知識,大多內(nèi)容為住宅建筑主體的抗震能力設(shè)計(jì),卻忽視了對住宅建筑在細(xì)微之處的抗震能力,缺乏抗震損失的經(jīng)濟(jì)評估準(zhǔn)則。
4.3抗震指標(biāo)不清晰、理念不明確當(dāng)前我國在住宅建筑的設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)方法方面缺乏規(guī)范的系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn),沒有對抗震效果的規(guī)定和具體數(shù)值作出明確規(guī)定。除此之外,一些落后地區(qū)的建筑單位,對抗震理念和抗震知識沒有深刻地了解,對于住宅建筑建設(shè)完成后是否能夠建立抗震性能和抗震能力都無法進(jìn)行有效的判斷。
5提升住宅建筑抗震設(shè)計(jì)的有效措施
5.1減少地震的能量輸入住宅建筑的抗震效果主要體現(xiàn)為設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時能否提前預(yù)測地震對住宅建筑的破壞力,并根據(jù)破壞力的大小來對住宅建筑結(jié)構(gòu)的形變能力進(jìn)行規(guī)劃和調(diào)整[9]。設(shè)計(jì)單位需要根據(jù)住宅建筑的施工環(huán)境和具體情況來計(jì)算住宅建筑的結(jié)構(gòu)形變數(shù)值,對施工地址進(jìn)行調(diào)研,通過具體的公式進(jìn)行有效計(jì)算,保證地震來臨后住宅建筑可以最大限度對抗地震的破壞力,減少地震給住宅建筑帶來的能量輸入。
5.2設(shè)計(jì)過程中明確設(shè)計(jì)規(guī)則和方案建筑單位在對住宅建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)和規(guī)劃時,需要對住宅建筑進(jìn)行有效地規(guī)劃和布置,對我國當(dāng)前的抗震數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和分析,并根據(jù)住宅建筑所在地的地震頻率對住宅建筑的抗震效果進(jìn)行針對性的設(shè)計(jì)和規(guī)劃。通過建立平立面可以提升住宅建筑的抗震能力,建筑設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)過程中需要對建筑結(jié)構(gòu)的抗震規(guī)則進(jìn)行了解,保證住宅建筑的抗震能力能夠得到提升。
5.3抗震性能設(shè)計(jì)方法提升住宅建筑抗震能力的方法有很多,比如直接位移設(shè)計(jì)、位移影響系數(shù)等。直接位移設(shè)計(jì)是通過判斷建筑材料極限數(shù)據(jù)的預(yù)期位移,來得到住宅建筑抗震性能的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。直接位移設(shè)計(jì)法在實(shí)際運(yùn)用過程中也存在一定的局限性,這一方法難以精準(zhǔn)測量建筑材料極限數(shù)據(jù)之外的抗震效果。位移影響系數(shù)法主要是通過相關(guān)方法對住宅建筑的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行規(guī)劃和設(shè)計(jì),對住宅建筑作出最大期望位移值的判斷和設(shè)計(jì),這種方法主要是通過模擬地震作用力,來判斷住宅建筑的整體抗震效果[10]。位移影響系數(shù)法在實(shí)際運(yùn)用過程中也存在一定的局限性,這一方法無法具體展現(xiàn)住宅建筑某一層樓的損壞情況,是屬于整體性的評估。
5.4設(shè)計(jì)過程中考慮住宅建筑自身重量住宅建筑在面對地震災(zāi)害時會發(fā)生不同程度的損壞,這種損壞不只是地震產(chǎn)生的動能造成的損壞,與住宅建筑本身的質(zhì)量也有很大的關(guān)系。因此,施工過程中,在保證地基等具體設(shè)施條件不變的情況下,要盡量降低住宅建筑本身的重量,提升住宅建筑設(shè)計(jì)的質(zhì)量和水平[11]。通過對我國地震災(zāi)害的相關(guān)數(shù)據(jù)調(diào)查,筆者發(fā)現(xiàn)軟土層地基的區(qū)域,如果住宅建筑的層數(shù)過高,地基難以支撐高層結(jié)構(gòu),則容易出現(xiàn)頭重腳輕的局面,在發(fā)生地震時對住宅建筑的破壞程度比較高。
6結(jié)語
住宅建筑的抗震設(shè)計(jì)是一項(xiàng)系統(tǒng)、綜合性的考量,住宅建筑的抗震水平會對人民的生命財(cái)產(chǎn)安全產(chǎn)生重要影響。相關(guān)住宅建筑設(shè)計(jì)單位必須高度重視房屋抗震性設(shè)計(jì),采用準(zhǔn)確、合理的抗震設(shè)計(jì)方法,不斷提高房屋抗震性能,為社會建造更好的房屋建筑項(xiàng)目。
作者:張瑜 單位:京鼎工程建設(shè)有限公司
建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)研究篇3
一直以來,人們對在建筑中有關(guān)的耐震措施都是秉承著“小震不塌、大震能修”的準(zhǔn)則,盡管建筑設(shè)計(jì)在耐震方面也采用了不少的措施,受諸多因素的影響仍然不可避免地出現(xiàn)了質(zhì)量問題,與此同時也給社會造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。影響建筑物質(zhì)量的因素有很多,其中最主要的還是施工工人的安全意識不夠,在施工過程中產(chǎn)生了僥幸心理,偷工減料,甚至私自更改了總體設(shè)計(jì)方案,從而未能切實(shí)地把建筑防震的安全措施落到實(shí)處。
1建筑抗震設(shè)計(jì)的必要性
據(jù)統(tǒng)計(jì),全球一年出現(xiàn)的地震約達(dá)五百萬次,其中大部分地震都產(chǎn)生于地球內(nèi)部,而人類感受到的最大抗震,亦為有感抗震,僅占總量的百分之一以下,能引起災(zāi)害的強(qiáng)地震則為數(shù)更少,一般每年十幾起[1]。不過,即使是這種每年為數(shù)不多的大地震,也給人類造成了無可挽回的巨額經(jīng)濟(jì)損失和觸目驚心的人身傷亡事故。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)表明,我國95%以上的地震事故是由于建筑無抗震結(jié)構(gòu)能力或抗震結(jié)構(gòu)能力低下出現(xiàn)倒塌。而作為一個地震頻發(fā)國,日本一直很注重建筑材料的抗震設(shè)計(jì)工作,其抗震結(jié)構(gòu)設(shè)備和技術(shù)手段也比較發(fā)達(dá),日本建筑已普遍達(dá)到了抵御7~8級地震的能力。《中國防震減災(zāi)技術(shù)法》第35條明文規(guī)定:“新增、擴(kuò)大、改造施工,必須符合抗震結(jié)構(gòu)建筑設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。”由此可見,對建筑實(shí)施合理的防震設(shè)計(jì)是降低抗震災(zāi)情最可行、最基本的保護(hù)措施。
2“結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)”的含義
從20世紀(jì)70年代開始,世界各國標(biāo)準(zhǔn)都明確了在建筑工程技術(shù)上應(yīng)當(dāng)注意“結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)”,即基于抗震災(zāi)情調(diào)查、科研和施工經(jīng)驗(yàn)等場所形成的基本原則與建筑設(shè)計(jì)思想,進(jìn)行建筑物構(gòu)件的總體布局和確定細(xì)部結(jié)構(gòu)。這些設(shè)計(jì)理念將有利于確定構(gòu)造抗震思想,不僅可以改善建筑物構(gòu)造的抗震特性,同時也為有關(guān)抗震計(jì)算提供了有利條件,從而使計(jì)算分析結(jié)論更能體現(xiàn)今后抗震時構(gòu)造的實(shí)際抗震反應(yīng)。
3抗震概念設(shè)計(jì)的基本原則
3.1選擇對抗震有利的場地和地基建筑的抗震能力和現(xiàn)場要求有密切聯(lián)系。對多次地震的研究已經(jīng)證實(shí),對于同類別的建筑,因?yàn)槭┕さ攸c(diǎn)不同,損壞程度也會存在較大差異。因此建筑物的選址應(yīng)該盡量避免在地貌上有活動斷層通過或斷裂交叉的地區(qū),尤其是在有活動斷層的區(qū)域進(jìn)行施工。
3.2通過合理規(guī)劃,防止地震時出現(xiàn)的次生災(zāi)害地震所引起的次生災(zāi)難,有時也會造成大于地震直接帶來的社會經(jīng)濟(jì)損失,防止地震時出現(xiàn)更強(qiáng)烈的次生災(zāi)害,是防震工作的一項(xiàng)非常重要方面。在震中區(qū)域的建設(shè)規(guī)模上應(yīng)使住宅分散建立,而住宅的高度間距以不低于1~1.5倍的房屋標(biāo)高為宜,以便為在抗震時人員撤離和救援以及為抗震修筑臨時性工程留出余地。要盡量避免房高巷小,防止抗震時因?yàn)闃欠刻鷮⒌缆纷钄啵步ㄖ鼞?yīng)充分考慮抗震避難問題,通常可和消防避難一起考慮。
3.3選擇合理的抗震結(jié)構(gòu)方案建筑的基本結(jié)構(gòu)制度,必須根據(jù)建筑物抗震設(shè)防類型、抗震設(shè)防力度、建筑標(biāo)高、施工條件、地基材料、結(jié)構(gòu)構(gòu)造建筑材料與施工條件等各種因素,經(jīng)科學(xué)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)價值與實(shí)際使用條件的綜合評估對比后而制定。所選擇的結(jié)構(gòu)構(gòu)造系統(tǒng),應(yīng)該具備明確的計(jì)算簡圖和合理的地震作用傳導(dǎo)路徑,并具有必要的抗震強(qiáng)度、正常的變化力量以及消耗抗震能量的能力,可以防止由于部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件損壞而造成整體構(gòu)件缺乏抗震能力以及對重力荷載的承受能力。
3.4非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的處理非結(jié)構(gòu)構(gòu)件分為建筑物非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和建筑物內(nèi)部附帶機(jī)械設(shè)施,包括與建筑物結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之間的機(jī)械連接等。但是,由于在強(qiáng)烈抗震影響下,建筑物中的這部分構(gòu)件會或多或少地參與其中,因此可以改善整個構(gòu)件或部分結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、承載力和傳力路徑,從而形成意想不到的耐震效應(yīng)。所以,有必須參照以往每一次震害經(jīng)歷,妥善處理這種非結(jié)構(gòu)構(gòu)件,以降低震災(zāi),并增加建筑物的耐震可靠程度。
4設(shè)計(jì)多道抗震防線
4.1設(shè)計(jì)多道防線的必要性眾所周知,地震的震動不只是一次,一般是在一段時間內(nèi)持續(xù)震動,并且大型地震之后還會伴有余震。所以建筑物在地震多次震動的影響之下會形成累積型的損傷。因此,對于建筑物的抗震防線的設(shè)置,不能只局限于一道防線,只有在第一防線的基礎(chǔ)上設(shè)置好第二、第三道耐震防線,才能夠提高建筑物的抗震能力,從而提高建筑物的安全性。
4.2第一道防線的構(gòu)件選型建筑物的結(jié)構(gòu)是不同的,無論是磚墻、構(gòu)架還是墻體都必須具有一定的抗震能力。但是不同的建筑物的結(jié)構(gòu)的受力能力不同,所在防震的效果則存在著具體的差異。一般來說,相關(guān)工作人員需要充分考慮建筑物結(jié)構(gòu)所能承受的重力情況,例如軸壓比較小的防震墻體結(jié)構(gòu),在具體的施工過程中將防震墻體當(dāng)作第一道抗震設(shè)防的抗側(cè)力構(gòu)件。工作人員通常不考慮將軸壓特別大的框架墻作為第一道設(shè)防的抗側(cè)力構(gòu)件。如果選擇軸壓較小的防震墻體作為第一道防線,即使結(jié)構(gòu)被破壞,也不會危害到整體結(jié)構(gòu)。選擇軸壓大的防震墻體作為第一道防線,一旦抗側(cè)力構(gòu)件遭到破壞,就會造成整體構(gòu)架柱的豎向承載力大幅度降低,從而對整體構(gòu)件的結(jié)構(gòu)安全造成威脅。所以在技術(shù)條件允許的情況下,并且構(gòu)架是整體結(jié)構(gòu)中獨(dú)立的抗側(cè)力體系時,工作人員就必須采取強(qiáng)柱弱梁的結(jié)構(gòu),這樣能夠更好地提高整體構(gòu)架的延展性。
4.3抗側(cè)力體系多余桿件的利用建筑物主體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的最主要目標(biāo)是防倒塌,當(dāng)建筑物主體結(jié)構(gòu)受到較重外力造成損傷的情形下,也能夠保持一種比較穩(wěn)固的狀態(tài)。因此針對建筑物結(jié)構(gòu)主體比較理想的應(yīng)用方法就是能在主體構(gòu)件內(nèi)部增加若干桿件,其中桿件和主體構(gòu)件之間的強(qiáng)度差值應(yīng)當(dāng)在國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),并采用合適的配筋,保證主體構(gòu)件及其桿件有較好的可伸縮性,當(dāng)遇到地震時,這種桿件設(shè)備會在主體構(gòu)件之前進(jìn)行有效的抗壓,利用它所具備的塑性程度,把地震過程中產(chǎn)生的破壞力進(jìn)行分散[3]。例如:針對兩片或者是多片的單肢抗震墻,利用水平抗彎梁共同連接成為多肢的抗震墻,并且使抗震墻能夠和同一個平面之中的框架形成并聯(lián),從而加強(qiáng)其抗震方面的能力。這種方式可以實(shí)現(xiàn)對于結(jié)構(gòu)動力整體的特性的控制,并且在多余桿件之間的耗能和內(nèi)部力量在雙重分布之下,通過結(jié)構(gòu)系統(tǒng)將壓力逐漸轉(zhuǎn)移到內(nèi)部,從而形成更加穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。具體可以從以下兩個方面進(jìn)行:首先是關(guān)于新建樓宇的總體設(shè)計(jì)。隨著當(dāng)前建筑行業(yè)的迅速發(fā)展,以及建筑架構(gòu)設(shè)計(jì)理念的不斷更新,人類對建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)的減震、隔振設(shè)計(jì)也日益關(guān)注。因此在建筑設(shè)計(jì)的時候,除了對建筑的基礎(chǔ)部分采取特殊處理措施以外,還可以利用消能減震設(shè)備以及元件減小震害對結(jié)構(gòu)的作用力,進(jìn)一步保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全性。其次是加強(qiáng)新建成建筑物的防震加固措施。針對新建筑的地面或基座實(shí)施隔震設(shè)計(jì),工作人員需要在建筑還沒有施工之前進(jìn)行建筑物的隔震設(shè)計(jì),采取各種積極措施結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。在具體的施工過程中,必須在建筑的關(guān)鍵地點(diǎn)設(shè)置特殊的隔震設(shè)備。在建筑完成之后,如果要增強(qiáng)建筑物的耐震性,工作人員可以采取增設(shè)阻尼器的措施,在建筑的構(gòu)造上進(jìn)行添加減能設(shè)備。
4.4結(jié)構(gòu)選型
4.4.1合適的結(jié)構(gòu)類別工作人員在具體的施工過程中應(yīng)該制定出相應(yīng)的結(jié)構(gòu)方案,這種方案既能滿足經(jīng)濟(jì)效益的提升,也能夠保證建筑物的實(shí)用性,工作人員在設(shè)計(jì)方案時需要充分考慮建筑物的抗震性能。通過對抗震的相關(guān)資料進(jìn)行研究,從而得出鋼筋之中的直徑混凝土結(jié)構(gòu)整體的抗震特性需要優(yōu)于砌塊,在具體的施工過程中砌塊結(jié)構(gòu)要比無筋砌塊理想。而針對配筋砌塊,工作人員需要配合結(jié)構(gòu)方面的具體模式進(jìn)行施工。從整個桿件的類型上而言,墻體在抗震性比起材質(zhì)的空間構(gòu)架或者是排架更加穩(wěn)定,而整個空間構(gòu)架的抗震性優(yōu)于平面的抗震性。
4.4.2超靜定次數(shù)增多從平面構(gòu)件上來說,各個構(gòu)架的耐震性排名如下,構(gòu)架的耐震特性高于排架構(gòu)造,帶支承構(gòu)架也高于簡單架構(gòu)。靜定結(jié)構(gòu)的桿件具體特點(diǎn)表現(xiàn)在搭設(shè)受力體系和傳力路徑獨(dú)立,當(dāng)一根桿件搭設(shè)損壞之后,整體構(gòu)造也不會因傳力路徑的斷裂而損壞。當(dāng)超靜定構(gòu)件在超載荷狀況下工作時,首先是剩余桿件的搭設(shè)上發(fā)生損壞,該桿件搭設(shè)在產(chǎn)生塑性鉸的工作過程中,會分解一部分地震的危害力量。其結(jié)果也只能是減少構(gòu)件的超靜定次數(shù),但整體構(gòu)件結(jié)構(gòu)仍然是一種穩(wěn)固體系,具備較好的防震能力構(gòu)件的超靜定次數(shù)越多,所消耗的震害能力也就越多,抗震安全程度也就越高。
4.4.3耐震的屈服機(jī)制一個良好的結(jié)構(gòu)屈服機(jī)制,主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)在其桿件出現(xiàn)塑性較之后,在承載能力基本保持穩(wěn)定的條件下,可以持續(xù)地變形而不倒塌,最大限度地吸收和耗散地震能量。結(jié)構(gòu)的塑性發(fā)展從次要構(gòu)件開始,或從主要構(gòu)件的次要桿件開始,最后才在主要構(gòu)件上出現(xiàn)塑性銨,從而形成多道抗震防線。結(jié)構(gòu)中所形成的塑性銨的數(shù)目多,塑性變形發(fā)展的過程長.構(gòu)件中塑性較的塑性轉(zhuǎn)動量大,結(jié)構(gòu)的塑性變形量大。
5建筑結(jié)構(gòu)的主要隔震措施
中國的建筑的耐震設(shè)計(jì)中,一般都是采取對地面結(jié)構(gòu)進(jìn)行特殊處理、設(shè)置耐震裝置、對建筑物的上部構(gòu)造進(jìn)行抗震設(shè)計(jì),以便于實(shí)現(xiàn)建筑抗震隔震的目的,相關(guān)措施一般也是混合應(yīng)用的,不過人們根據(jù)震害構(gòu)造特征和建筑自身構(gòu)造特點(diǎn),會有所側(cè)重的在重要部位設(shè)置隔震層,而根據(jù)隔震層的情況不同我們可以將建筑的隔震設(shè)計(jì)分成如下幾類。
5.1對建筑物地面使用的特殊建筑材料隔展建筑物基本隔震,主要是對建筑物的基底部分加以特別處理,減少地震時的地震波,進(jìn)而降低震害對建筑物結(jié)構(gòu)的破壞。傳統(tǒng)上是在建筑物的基本部分交替鋪設(shè)黏土和砂子,甚至直接設(shè)置黏土或沙子墊板,在我國建筑史上,就已經(jīng)有人以糯米為主要原料,在建筑物的基本部分設(shè)置了墊板,以減輕震害對建筑物結(jié)構(gòu)的破壞。近年來,國家有關(guān)部門在這方面的研究上已經(jīng)獲得了突破性發(fā)展,以瀝青為主要原材料研發(fā)出了特殊建筑材料,這種方法設(shè)置的隔震層效果比較良好。
5.2在建筑基礎(chǔ)上設(shè)有隔振裝置減震這一類隔震措施,主要是在建筑的基座和上層建筑物中間設(shè)有特殊安裝,從而減少震害的方向傳播,不過,這些措施的主要缺點(diǎn)是不宜使用于大型高層建筑,由于在大型高層建筑設(shè)有這種安裝會拉長建筑物構(gòu)造本身的自震期,起不到減少震害對建筑破壞的目的。一般使用的措施有:摩擦滑動隔震、粘彈性隔震等多種,一般設(shè)定的裝備有橡膠墊、混凝土隔震設(shè)備等。
5.3建筑樓層間隔地震預(yù)防措施建筑樓層間隔地震這種方式主要應(yīng)用于舊房改造,在建筑施工中有著簡便、易于運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)。與在建筑物結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)部分設(shè)置隔震設(shè)備的方法比較,層間隔震的效應(yīng)并不是特別顯著,這些方法大多是通過設(shè)置在建筑物結(jié)構(gòu)中各層間隔的減震設(shè)備吸引和減弱地面震害力量,從而降低地震對建筑結(jié)構(gòu)的損害,所設(shè)置的裝置也基本與建筑基礎(chǔ)隔震的原理一致。
5.4對建筑構(gòu)件懸掛隔震所謂懸掛隔震,就是把建筑的部分甚至整體構(gòu)件都懸掛起來,也就是人們平時所謂的懸空構(gòu)件,這樣,在地震來臨時,地震的力量就不會傳導(dǎo)給懸空起來的建筑構(gòu)件,從而起到了減輕地震帶來的危害的目的。這個隔震方法最常用于特大型鋼構(gòu),因?yàn)樘卮笮偷匿摻Y(jié)構(gòu)建筑都是通過鋼構(gòu)件懸掛系統(tǒng)用以隔震。而大型鋼結(jié)構(gòu)建筑一般劃分為副構(gòu)架和子框架,在懸架系統(tǒng)中,子框架通過索鏈和吊桿掛在主構(gòu)架上,在地震發(fā)生來臨之時,主構(gòu)架就會因?yàn)榈貧み\(yùn)動而產(chǎn)生搖晃,不過,由于子構(gòu)架與主架構(gòu)之間是可以活動的索鏈和吊桿,當(dāng)震害的力量在達(dá)到這個部位的時候就會減弱,不至于傳導(dǎo)到次結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生慣性力。
5.5其他減震措施(1)根據(jù)建筑的方向設(shè)置防震問題。眾所周知,建筑防震問題主要受到地殼的移動影響,和地質(zhì)構(gòu)造學(xué)有著十分重要的聯(lián)系。人們在建筑材料選擇的時候,必須充分考慮現(xiàn)場地質(zhì)條件,并分析當(dāng)?shù)氐卣鸬恼鹣颍菇ㄖ牧系姆较蚺c地震震向垂直,而盡量避免二者方向相互平行。從剛剛發(fā)生的四川汶川地震和玉樹地震的實(shí)際狀況分析,與地震震向水平的建筑的坍塌概率更高,而與此相反,與地震震向垂直的建筑不太易坍塌。而科學(xué)研究也表明,與地震震向水平的建筑,當(dāng)震中產(chǎn)生時,隨地震波運(yùn)動的振幅更大,所以更易于坍塌。(2)無粘接支持系統(tǒng)的減震問題。無粘接支持系統(tǒng)是建筑結(jié)構(gòu)減震系統(tǒng)中較為有效的一類,這個系統(tǒng)主要是經(jīng)過科學(xué)設(shè)計(jì),使建筑內(nèi)部鋼板與外部的包鋼間無粘接并可形成能隨意滑動的一個層面,當(dāng)抗震問題產(chǎn)生時,可以利用內(nèi)部鋼板間的協(xié)同效應(yīng)從而消耗抗震能力。不過,這樣設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)是在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和有關(guān)部件的計(jì)算方面規(guī)定得特別嚴(yán)格。主要是因?yàn)檫@種系統(tǒng)中建筑物的重量大部分由內(nèi)鋼來承受,外鋼則主要起配合和輔助的功能,還能夠避免內(nèi)鋼彎曲變形。
6結(jié)語
綜上所述,地震是一個突然的自然災(zāi)害現(xiàn)象,就目前世界各國為減少地震等突發(fā)災(zāi)難所采用的對策來說,大致有以下三種:一是加強(qiáng)地震預(yù)報(bào),并在震害出現(xiàn)之前采取適當(dāng)措施以降低經(jīng)濟(jì)損失;二是在建筑設(shè)計(jì)與施工等方面,增強(qiáng)各種建筑對震害的抵抗能力,以及對已建建筑進(jìn)行耐震能力評估與加固;三是做好大地震時的緊急指揮和救災(zāi)工作。總之,在各個環(huán)節(jié)上注意和嚴(yán)格把關(guān),將大地震災(zāi)難規(guī)模盡量減至最小、最輕微。
參考文獻(xiàn)
[1]胡愛珍.關(guān)于提升建筑工程結(jié)構(gòu)抗震性能的思考[J].河南建材,2018(4):55-56.
作者:金旭 汲鵬 張值源 劉子寒 單位:遼寧工程技術(shù)大學(xué)土木工程學(xué)院