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土木工程结构设计中对抗震问题的分析

2019-11-28

建材发展导向 2019年21期
关键词:剪力墙抗震结构设计

郭 蓉

(山西省冶金设计院有限公司,山西 太原 030000)

土木工程的结构设计在土木工程的发展中占据着十分重要的地位,如果能把抗震观念加入到结构设计之中,可以有效延长建筑物的使用寿命,并且能够提升安全性。

1 抗震设计中存在的问题

1.1 土木工程建筑物的高度问题

伴随着社会的快速发展,发展和资源逐步构成了正向发展的稳定关系,发展必须依靠资源来实现,但土地的资源是有限的,最终结果就是在获取资源的过程中为建设工程要付出更高的成本。于开发商而言,需要追求自身经济利益的最大化,因此,开发商会利用一切可行的方式来降低成本,其中较为有效的方法就是尽可能的增加建筑物的高度。但一栋建筑物自身的高度越高,其重心也会相应升高,然后会直接导致建筑物稳定性下降、抗震性能与安全性的降低,在灾害发生时容易造成人员伤亡。

1.2 土木工程建筑物的结构问题

从土木工程建筑的结构体系层面来说,一般的结构设计师会使用梁、柱、墙作为建筑物的主要受力构件,随后会在满足功能的前提下,对框架结构、框架-剪力墙、剪力墙等进行综合比较优选结构类型。框架结构布置灵活,墙体不承重,可以获得较大空间,稳定性较差且受层高限制,一般适用于住宅,办公。宾馆、医院等;框架-剪力墙布置灵活,框架和剪力墙共同承重分担,具有良好的抗侧力性能,稳定性好,广泛应用于各类建筑;剪力墙利用建筑物的外墙和永久性内墙布置的原则,稳定性好,抗侧刚度大,位移小,抗震性能好,但空间布置不够灵活,主要适用于高层住宅。伴随着土木工程建筑高度的不断增加,土木工程建筑中会出现横向负荷现象,伴随而来的是不断加大的弯矩和剪力,最终会严重影响到高层土木建筑的初期平面设计和基础期施工。总结来说,在进行土木工程整体计算设计的过程中,结构形式的选择,会受到来自于建筑高度和层数的影响。

2 提高土木工程建筑物抗震性能的具体措施

2.1 增强土木工程抗震结构体系的合理性

当地震发生时,建筑物主要是利用土木工程结构体系的抗震能力来转化地震时产生的作用力,因此,要格外注重抗震结构的设计,以保证抗震结构设计的合理与稳定。较好的建筑结构体系要能够通过抗侧力,形成双向且固定的结构,使梁柱、墙体可以共同分担作用。这样,建筑物能够在发生地震时保证墙体、梁、柱的变形破坏在可接受范围内。除此之外,在框架设计梁柱的过程中,应该坚持强弱梁的原则,用以提高结构的变形能力,防止在强烈地震作用下倒塌。此举可以有效提升墙体各个部分的承载力,从而促进土木工程建筑物的抗震性能的发挥。

2.2 可以按照地抗震等级的不同对土木工程的结构进行划分

根据地震等级的不同,其所产生的破坏力也不尽相同。因此,在设计土木工程的抗震结构时,要对框架结构、框架-剪力墙、剪力墙结构根据规范进行分别处理,并且要结合当地的具体设防烈度情况进行综合分析,使其具备抵抗该地区最大地震等级的能力,以保证建筑整体结构的稳定性。在进行设计时,还要充分考虑到钢筋混凝土抵抗地震时的延展性能与承载能力。提高建筑物的延展性,可以增强建筑物抵抗地震应力的作用。其次,在进行土木工程的结构设计时,要提升同层间柱的抗震性能,一定要保证好梁柱梁端、柱端的塑胶性,在全方面提高土木工程建筑结构体系的抗震性能。

2.3 保证抗震线的多层性和完善性

土木工程建设抗震结构的目的就是希望其能在地震来临时发挥作用,提高建筑的整体抗震性能。在设计土木工程时,要格外注重提高延展性,做到将建筑的刚度和强度有机结合在一起。在施工时应采取软垫隔震、滑移隔震、摆动隔震、悬吊隔震等措施,改变结构的动力特性,减轻结构的地震反应。容许结构构件在地震时进入非弹性状态,并具有较大的延性,提高结构的耗能能力,以消耗地震能量,减轻地震作用,减小楼层地震剪力,使结构物裂而不倒。在安装抗震结构的构件时,一定要加长框架内同一水平柱两头的长度,防止出现梁柱底端塑性铰变形的情况,从而有效减轻塑性铰变形带来的不良影响。如果在某个地区地震等级无法确定,土木工程的结构设计难以保证高度精确性的情况下,则可以在设计过程中使用土木工程结构概念设计法。

3 结语

总结来说,建筑行业的不断进步,推动了建筑物的不断增加,为避免因地震导致人员伤亡及财务损失,必须要加强土木工程建筑的抗震结构设计。我们要坚持对抗震技术进行探究及开发,促进建筑稳定性与抗震性能的提高,有效降低建筑物中存在的安全隐患,从而保障人民的生命、财产安全,最终推动建筑行业稳定持续的向前发展。

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