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浅谈建筑结构设计的抗震设计

2015-08-15

江西建材 2015年2期
关键词:概念设计抗震房屋

众所周知,地震的破坏力极强,会引发房屋塌陷等严重后果,对人们的生命、财产及心理健康均存在较大影响,从而带来难以估量的巨大损失。鉴于此,我们不难看出,在当前这个灾害频发的年代,良好的抗震性能不但能够降低灾害发生的几率,还能够保障人们的生命安全,因此,应深入性探究建筑房屋抗震性能这一问题,从根本上避免或减少地震对建筑物的影响。

1 地震中被毁房屋的特点

1.1 装配式楼梯盖破坏较严重

现阶段,预制空心楼板是大部分房屋均会采用的主体结构,倘若并未根据相关要求标准进行设计,那么在地震时,将会破坏整个预制板结构,造成墙体外闪或破坏,从而导致楼体大面积坍塌,并未将整体式楼盖的作用充分的发挥出来。

1.2 框架结构中填充墙与楼梯间被震坏

当地震发生之后,毁坏最为严重的当属建筑房屋的楼梯,一般情况下,楼梯间是发生灾害之后人们逃生的重要通道,但是因其结构特征,其损毁也较为严重。此外,还应高度关注填充墙的设计问题,一旦发生地震,其损毁情况也十分严重。

1.3 钢筋混凝土结构不符合标准要求

在发生地震等灾害之后,遭受损毁最少、保存最为完整的为框架剪力墙,只有柱端、柱和框架梁的节点处以及柱的下端因为地震作用力大的缘故,而发生坍塌或损毁,具有明显的柱弱梁强的特点。这主要是因为并未按照设计规范与要求配置箍筋而导致的,在搭接主筋过程中,有些设计师随心所欲,并未遵循相关的设计标准,如此一来,将会导致严重的后果,降低建筑物的安全性能。

1.4 竖向不规则的房屋建筑破坏较严重

相比之下,在地震之后,损毁较为严重的大多数为竖向不规则的房屋建筑,专业人士将其划分为两个类型,即为:一,突出的小塔楼结构,由于其房屋的钢度及竖向结构,极容易导致引起结构突变这一现象,一旦发生地震等灾害,将会产生严重的辫梢效应,造成大面积的坍塌,损毁较为严重;二是,敞开的框架结构,这类结构的底层较为空旷,下部结构相对较为薄弱,符合使用者的居住需求。

然而在发生地震之后,由于建筑物底层结构较为薄弱,其强度与钢度均难以支撑整个架构的重量,最终导致严重的倾斜或坍塌等后果。

2 抗震设计

2.1 概念设计

为了降低地震灾害带给我们的经济损失与人身危害,在设计建筑房屋的整体结构时,应以加强结构的抗震能力或消弱地震影响为主要内容。通过分析被毁建筑物所呈现出的明显特点,补足建筑物抗震能力的薄弱之处。本文主要通过设计抗震构造、抵抗地震作用以及抗震概念等三个方面,来提升建筑物的整体抗震能力。一般而言,在抗震概念设计环节,设计师应充分考虑房屋的整体结构与布局要求,在确保结构力的同时,还应保持其对称、平衡关系。倘若房屋结构凹凸变化太大、不对称或不规则,均会影响抗震结构的钢度与强度。若存在薄弱楼层,一旦发生地震等灾害,将会在短时间内引起楼层坍塌、变型,损坏建筑结构的抗震中枢,从而降低房屋的安全性能。此外,因为静定结构的传力路线与杠杆受力渠道较为单一,可能一根杠杆就会损坏整个静定结构,在超过结构的承受力时,将会导致多余的杠杆变形,消耗掉一部分能量,从而增加超静定结构的次数,如此一来,被消耗的能量也会大幅度增长,显示出更为明显的抗震效果。除此之外,为了避免框架倒塌这一现象,建议使用“梁弱柱强”这一结构形式,这样一来,一旦发生地震等灾害,便可借助梁的变形将压力消耗掉,令框架退到第二道防线的位置上。此外,在具体的选耗能构建过程中,尽可能采用专业性水平进行构建,大幅度消耗地震产生的压力,避免建筑物因受力过大而坍塌。确保各个构件之间连接牢固,将其所具有的承受力凝聚在一起,提升结构的钢度及强度,更好消耗地震灾害所产生的作用力。当建筑物形体显现突变部位时,应及时上报,制定合理的解决措施,可通过借助填充墙的方式,来减缓地震对建筑各耗能构建、围护墙及整个框架的破坏力。另外,我们还需了解的问题是,应尽可能挑选一些材质较轻的耗材,因为这些耗材具有消耗地震能力的作用。地震所带来的作用力是持续、不间断的,在短时间内对建筑物发起连续冲击,因此,应从多层次、多角度考虑问题,通过设置多层防线与合理的防护措施,确保建筑房屋整体的钢度与强度。

2.2 抗震计算

预制空心楼板是大部分房屋均会采用的主体结构,倘若并未遵循相关规范及要求进行设计,那么在地震时,将会破坏整个预制板结构,造成墙体外闪或破坏,从而导致楼体大面积坍塌。此外,因为建筑结构的差异,在设计环节,应充分考虑多种不同的情况,一般均以房屋的两个主轴方向对水平地震作用进行计算,而水平抗震作用通常是由各个方面的抗侧力构件共同承担的,倘若建筑物采用的是相交结构或不对称、不清晰的不规则结构,那么则应分开计算其抗震作用。

2.3 构造措施

现阶段,混凝土结构大部分都是以建筑结构中承重柱的轴压比、混凝土比例标准及钢筋横截面的比值为计算标准。为了加强混砖结构的强度及钢度,可通过在墙体内增加防震缝、混凝土构造柱、限定建筑层数及高度的方式来完成。近几年来,由于时代的更迭、地壳的变迁,地球上地震灾害频频发生,有关部门对以往出台的《抗震标准》进行了修改,适当的增加了一些强制性的规定,诸如:电梯的空间、建筑物的顶层均应与顶部的圈梁相接,每隔一定的距离,就在内外墙的交界处设置钢筋,以此来提高整体结构的稳定性与安全性;此外,设计师还应充分考虑填充墙对建筑物的整体承受力及实际影响,从而制定最佳设计方案。

3 结语

综上所述,对于整个工程而言,抗震设计是一个十分复杂、科学的过程,由最初的选址、施工,一直到最后的竣工验收环节,抗震设计这项内容几乎贯穿了全程。因此,国家相关部门与项目负责人应给予其高度重视,将其作为衡量建筑物质量的重要标尺。总而言之,建筑房屋的质量直接受抗震设计的影响,应结合房屋的实际情况与建筑风格,制定多种不同的抗震设计方案,进而进行合理、适当的选择。

[1]陈教洪谈概念设计在建筑结构设计中的应用叶建材与装饰中旬刊.

[2]牛慧娟.马小龙浅议建筑结构设计中的概念设计田内江科技.

[3]韦润忠简述建筑结构设计中的概念设计和经验田科技资讯.

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