文/方張翼 中冶華天工程技術有限公司 江蘇南京 210019
混凝土結構建筑抗震結構設計方法芻議
文/方張翼 中冶華天工程技術有限公司 江蘇南京 210019
隨著城鎮(zhèn)化進程日益加快,城市規(guī)模日漸擴大,城市人口不斷增加。隨之,建筑行業(yè)迎來了新的發(fā)展機遇,擁有全新的發(fā)展面貌。在現(xiàn)代化建筑工程建設中,混凝土結構是其最常見的結構形式,具有多樣化的優(yōu)點,應用范圍不斷擴大。而在混凝土結構建筑設計中,抗震結構設計是其不可或缺的組成部分,直接關系到建筑物是否具有一定的抗震性、穩(wěn)定性。
混凝土結構建筑;抗震結構設計;方法;探討
在新時代下,隨著社會日益進步,經濟不斷發(fā)展,人們的生活水平發(fā)生了質的轉變。隨之,人們對建筑物也提出了新的更高要求。由于建筑工程項目的整體質量、是否具有其穩(wěn)定性直接影響人們的工作、生活,建筑工程建設的設計人員、施工人員都需要引起高度的重視。但在實際操作中,混泥土結構建筑抗震設計現(xiàn)狀并不樂觀,還需要進一步優(yōu)化完善。
總的來說,在建筑設計中,優(yōu)化抗震結構設計是非常重要的,特別是高層建筑設計。在社會經濟日益發(fā)展的浪潮中,城市化進程不斷加快,大量農村人口涌向城市,使城市人、地之間的矛盾日益激化。而在這種情況下,為了容納更多的人口,高層建筑如雨后春筍般不斷涌現(xiàn),逐漸成為建筑行業(yè)發(fā)展的主流。隨著建筑物高度不斷增加,自身的重量也會隨之增加,建筑物對震動的抵抗能力卻會不斷減弱。換句話說,在設計高層建筑的時候,如果設計人員仍然按照一般建筑設計的方法來設計,一旦發(fā)生地震,建筑物很可能因不具備較強的抗震能力而被損壞,甚至出現(xiàn)倒塌現(xiàn)象,在危機人們生命財產安全的同時,會造成重大的經濟損失。為此,在設計建筑抗震結構的時候,一定要保證建筑物的強度、延性等方面都能達到相關要求,為保證建筑物的使用安全做好鋪墊。
在現(xiàn)代化建筑結構設計中,基于性能的抗震設計方法的使用非常頻繁。它的應用能夠優(yōu)化建筑設計,提高建筑結構的整體質量,具有較強的穩(wěn)定性,較大的承載能力。
1、承載能力設計方法
當下,在建筑設計中,承載能力設計方法是常用的方法之一。具體來說,該設計方法是指借助反應譜來計算建筑底部的剪力,并以相關規(guī)定為基點,把剪力分配到建筑結構全高,和其它荷載相融合,實行結構的強度設計。進而,使建筑結構的各個部分都能提供一定的承載能力,還需要進行變形驗算。對于這種抗震設計方法來說,比較容易使用,性能概念也比較清晰,細部設計非??煽浚诮柚蔷€性靜力分析、驗算的基礎上,能夠曾強建筑結構的非線性反應控制,能夠達到預期的效果。但承載能力設計方法也具有一定的缺陷性,主要是因為這種設計方法是建立在彈性反應基礎上,整個建筑性能目標的控制還需要進一步深入研究。
2、直接基于位移的抗震設計
和傳統(tǒng)類型的設計方法相比,這種類型的抗震設計方法使建筑結構的設計過程發(fā)生了本質上的改變。就該設計方法而言,把對應的位移作為建筑結構抗震設計的起點,作為結構抗震性能的控制參量。在具體設計過程中,需要充分借助位移的力量,進行合理化的控制。并以設計位移譜為紐帶,得出對應位移的建筑結構有效周期,需要計算出在該狀態(tài)下建筑結構的基底剪力,全方位分析實施結構。此外,在設計完成之后,要進行應力驗算,如果出現(xiàn)不足的情況,可以靈活應用增大剛度的方法進行優(yōu)化完善,以位移目標為導線,配制結構構件。這種設計方法的優(yōu)點在于充分考慮了在抗震性能中位移的重要性,設計難度較小。通常情況下,初學者都能明確建筑設計的結構性能水平。在建筑抗震設計中,直接基于位移的抗震設計方法有著很好的發(fā)展前景。
在混凝土結構抗震設計中,需要滿足相關的要求。一是:在設計過程中,需要具備客觀而科學的建筑結構計算圖,地震作用力的傳遞途徑。在外形上,要堅持“簡單、對稱、規(guī)則”的原則,建筑結構的剛度、質量變化要均勻,符合客觀條件。二是:建筑物各個部分的受力物要有可靠的連接,為地震力能夠有效傳遞做好鋪墊。此外,建筑結構的非結構型構件也要和建筑結構主體相連接。三是:在設計過程中,建筑結構的支撐體系在承受地震力的時候,仍然具有一定的穩(wěn)定性,可以防止建筑物受到地震的破壞。
在設計過程中,需要合理選擇混凝土結構的抗震體系。第一、框架結構??蚣芙Y構自身重量要輕,可以用于內部空間較大,布置比較靈活的地方,能夠在一定程度上減小地震的作用。一般來說,如果嚴格按照相關規(guī)定進行設計,建筑框架結構都具有較好的抗震性能、延性。第二、抗震墻??拐饓哂休^大的側向剛度與強度,較好的空間性能。但抗震墻存在一定的缺陷,比如,自身重量過大,墻體比較多,地震作用力較大,可以選用框架-抗震墻結構。
總而言之,在混凝土結構建筑工程建設中,抗震設計是非常關鍵的。它能夠提高建筑物整體的抗震能力,可以有效避免地震發(fā)生時遭到嚴重損壞,造成嚴重的經濟損失,防止人們的生命財產安全受到威脅,影響人們的正常生活、工作,帶來不變。同時,抗震設計方法的優(yōu)化可以使我國建筑行業(yè)能夠在激烈的市場競爭中優(yōu)于其它行業(yè),占據(jù)一定的市場份額,不斷促進我國國民經濟向前發(fā)展。
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