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民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震設(shè)計(jì)的探討

2020-10-09 22:26楊震
寫(xiě)真地理 2020年27期
關(guān)鍵詞:民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

楊震

摘?要: 在建筑工程項(xiàng)目中,結(jié)構(gòu)抗震性能是評(píng)價(jià)其結(jié)構(gòu)安全性的重要指標(biāo),在實(shí)際設(shè)計(jì)中應(yīng)堅(jiān)持以“大震不倒,中震可修,小震不裂”為設(shè)計(jì)目標(biāo),加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié),降低地震災(zāi)害對(duì)建筑結(jié)構(gòu)造成的損傷,從而達(dá)到降低地震災(zāi)害引起損失的目的。本文對(duì)民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震設(shè)計(jì)的探討進(jìn)行分析,以供參考。

關(guān)鍵詞: 民用建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);抗震探討

【中圖分類(lèi)號(hào)】TU312?【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A?【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.27.141

引言:建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性較強(qiáng)的過(guò)程,需要設(shè)計(jì)人員考慮的因素較多,既需要綜合分析地質(zhì)勘查信息,又需要考慮后期實(shí)際施工因素等,然后在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)整體建筑結(jié)構(gòu)作出優(yōu)化,以此才能有效提升建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。

1?民用建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的基本原則

(1)保證建筑結(jié)構(gòu)的功能性,需要結(jié)合建筑物的具體情況進(jìn)行功能方面的優(yōu)化。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中,首先必須滿(mǎn)足建筑的基本使用功能。(2)設(shè)防措施的系統(tǒng)性,指的是設(shè)計(jì)人員需要分體系進(jìn)行結(jié)構(gòu)的抗震分析,在此基礎(chǔ)上選擇延性較好的分體系進(jìn)行組合,利用結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的協(xié)同作用來(lái)提高整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗震性能。

2?抗震設(shè)計(jì)的理念

抗震設(shè)計(jì)就是在抗震概念設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上建立一個(gè)符合實(shí)際狀況的建筑力學(xué)模型,進(jìn)行抗震計(jì)算,采取合理、科學(xué)的抗震構(gòu)造措施。通過(guò)三水準(zhǔn)設(shè)防和兩階段設(shè)計(jì),即實(shí)現(xiàn)小震不壞、中震不修、大震不倒的設(shè)計(jì)目標(biāo)。第一水準(zhǔn):當(dāng)遭受低于本地區(qū)設(shè)防烈度的多遇地震影響時(shí),建筑物一般不損壞或不修理可以繼續(xù)使用;第二水準(zhǔn):當(dāng)遭受相當(dāng)于本地區(qū)設(shè)防烈度地震時(shí),建筑物可能損壞或一般維修即可恢復(fù)正常使用;第三水準(zhǔn):當(dāng)遭受高于本地區(qū)設(shè)防烈度的罕遇地震時(shí),建筑物不致倒塌或產(chǎn)生危及生命安全的嚴(yán)重破壞。第一階段設(shè)計(jì)按多遇地震作用效應(yīng)和其他荷載組合,驗(yàn)算結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力和結(jié)構(gòu)的彈性變形(強(qiáng)度要求和彈性變形);第二階段設(shè)計(jì)是按罕遇地震烈度對(duì)應(yīng)的地震作用效應(yīng),驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的彈塑性變形。

3?民用建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)注意要點(diǎn)

3.1?建筑地質(zhì)

在對(duì)于民用建筑的地址選擇方面,應(yīng)當(dāng)盡量在地勢(shì)較為平坦開(kāi)闊的場(chǎng)地進(jìn)行施工建設(shè)。一旦有地震等自然災(zāi)害發(fā)生,能夠在一定程度上緩解地基在震動(dòng)過(guò)程中所出現(xiàn)的沉陷現(xiàn)象,進(jìn)而為民用建筑物的穩(wěn)定性提供有力保障。除此之外,在建筑房屋的時(shí)候,應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)離地震災(zāi)害的頻發(fā)區(qū)短,這樣才能夠最大程度的避免受地震影響而造成的嚴(yán)重?fù)p失。

3.2?結(jié)構(gòu)的受力路徑

抗震設(shè)計(jì)的本質(zhì)是通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)地震力進(jìn)行合理的分散。結(jié)構(gòu)在承載過(guò)程中,地震力同樣是以荷載的形式,從結(jié)構(gòu)構(gòu)件傳遞的。因此,從力學(xué)角度出發(fā),對(duì)抗震結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),合理傳導(dǎo)和分散地震作用力的影響,減小對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響是抗震設(shè)計(jì)的本質(zhì)任務(wù)。

4?民用建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要素分析

4.1?高層建筑結(jié)構(gòu)平面以及建筑豎向布局抗震設(shè)計(jì)

對(duì)于高層建筑來(lái)說(shuō),其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在抗震性能方面的表現(xiàn),主要受到墻體與柱子之間所存在的平面位置的影響。因此,設(shè)計(jì)人員在對(duì)于民用高層建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)當(dāng)充分解決這一關(guān)鍵因素所引發(fā)的問(wèn)題,以更加科學(xué)的方式對(duì)于高層建筑的平面和豎向位置進(jìn)行合理布局,這樣便可以使建筑物的抗震性能得到大大提升。為了解決這一問(wèn)題,要求相關(guān)設(shè)計(jì)工作人員首先要確保豎向與平面結(jié)構(gòu)的構(gòu)建是干凈整潔的,其次則要求建筑物的剛度重心和質(zhì)量重心能夠緊密結(jié)合,使民用建筑結(jié)構(gòu)以更加均勻分配的形式展現(xiàn)。這種設(shè)計(jì)方案不僅可以使建筑物的整體形狀十分美觀,同時(shí)還能夠有效促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能提升。

4.2?建筑結(jié)構(gòu)剛度設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在開(kāi)展民用建筑項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中,剛度的設(shè)計(jì)是項(xiàng)目中的重點(diǎn)內(nèi)容,相關(guān)工作人員在對(duì)于建筑用材料的選擇上要加以重視,要求選擇使用的材料能夠更好的將鋼筋混凝土以更緊密的方式結(jié)合,尤其是在利用相應(yīng)的鋼結(jié)構(gòu)對(duì)民用建筑物進(jìn)行雙層加固的施工過(guò)程中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)提前考慮好所需要采取的積極有效措施。其次,國(guó)家對(duì)于民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)有著明確規(guī)定標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)人員在開(kāi)展民用建筑項(xiàng)目結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中,要充分控制好結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度,只有控制好民用建筑結(jié)構(gòu)的剛度,才能夠有效降低地震災(zāi)害給建筑物所造成的巨大損失。除此之外,還能節(jié)省建筑施工過(guò)程中所應(yīng)用的材料,使整個(gè)工程的施工成本有效降低。

5?民用建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)應(yīng)用及優(yōu)化

5.1?結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化

建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是滿(mǎn)足建筑功能需求的核心,對(duì)于抗震設(shè)計(jì)也不例外。結(jié)構(gòu)優(yōu)化的主要目的是將建筑結(jié)構(gòu)的功能和成本進(jìn)行統(tǒng)一。過(guò)去的建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化講求的是成本少一點(diǎn)、用料省一點(diǎn)、施工方便一點(diǎn)。但是從抗震角度而言,并不是一味節(jié)省,需要全方位考慮建筑的功能設(shè)計(jì)和安全運(yùn)營(yíng)。

5.2?施工質(zhì)量的優(yōu)化控制

質(zhì)量監(jiān)控在任何時(shí)候都應(yīng)該被重視,對(duì)一些有防護(hù)需求的抗震建筑更是如此,這些結(jié)構(gòu)的抗震性能在很大程度上取決于施工質(zhì)量,如所投入材料設(shè)備的質(zhì)量、施工人員的素質(zhì)以及對(duì)施工技術(shù)活動(dòng)所進(jìn)行的質(zhì)量監(jiān)控。最后,對(duì)那些已經(jīng)完成的工程進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè),確保已完成工程符合建造標(biāo)準(zhǔn)和安全要求。

5.3?應(yīng)用BIM技術(shù)構(gòu)建建筑結(jié)構(gòu)模型

對(duì)建筑結(jié)構(gòu)受地震影響做動(dòng)態(tài)模擬。應(yīng)用BIM技術(shù)基于建筑結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境,依照已經(jīng)完成的設(shè)計(jì)方案,構(gòu)建出對(duì)應(yīng)的建筑結(jié)構(gòu)模型,然后通過(guò)軟件模擬地震能量輸入,觀察對(duì)建筑結(jié)構(gòu)模型造成的影響,分析各關(guān)鍵構(gòu)件在地震能量作用下受到的側(cè)向拉力,當(dāng)超出其承受范圍時(shí),對(duì)相應(yīng)的結(jié)構(gòu)做出優(yōu)化處理,同時(shí)考慮到整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,通過(guò)此種方式來(lái)不斷優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的性能,使之達(dá)到對(duì)應(yīng)的抗震等級(jí)能力。此外,在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中,對(duì)于一些細(xì)節(jié)上的處理,在設(shè)計(jì)中應(yīng)做出明確標(biāo)注,以確保后期實(shí)際施工能夠按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行,使得建筑結(jié)構(gòu)整體抗震性能與設(shè)計(jì)之間的差異降低,使施工完成的建筑結(jié)構(gòu)能夠切實(shí)達(dá)到對(duì)應(yīng)的抗震等級(jí)要求。

結(jié)束語(yǔ):在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中,以場(chǎng)地選擇、地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、平立面布置、建筑結(jié)構(gòu)體系和構(gòu)件連接等方面去分析研究。在抗震概念設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行抗震計(jì)算、把握強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件內(nèi)力系數(shù)調(diào)整原則,完善抗震構(gòu)造措施。根據(jù)工程實(shí)際情況,結(jié)合已有的地質(zhì)環(huán)境,在經(jīng)濟(jì)和安全的綜合考量下,設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方案,使建筑物符合當(dāng)?shù)叵鄳?yīng)的防震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),確保建筑物的正常使用,進(jìn)而保證人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

參考文獻(xiàn)

[1]?周小燕.民用建筑抗震設(shè)計(jì)與分析[D].東南大學(xué),2018.

[2]?陳世杰.民用建筑抗震分析與設(shè)計(jì)[D].深圳大學(xué),2017.

[3]?劉斌.民用建筑基于性能的抗震設(shè)計(jì)與研究[D].南昌航空大學(xué),2017.

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