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關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);隔震設(shè)計(jì)
Abstract: The earthquake is random, it is difficult to grasp the complexity and uncertainty, in order to accurately grasp and predict the earthquake characteristics and parameters, the scientific community is still unable to do. In summary, seismic design should be based on the basic theory of earthquake engineering and seismic experience, here I only present the isolation design.
Key words: structural design; seismic isolation design
中圖分類號(hào):TU973+.31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):
引言
傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)是依靠增強(qiáng)結(jié)構(gòu)本身的抗震性能(例如強(qiáng)度、剛度、延性)即通過(guò)結(jié)構(gòu)本身來(lái)儲(chǔ)存和消耗地震能量來(lái)抵抗地震的作用,這也就是說(shuō)傳統(tǒng)的抗震設(shè)計(jì)是被動(dòng)的、消極的抗震設(shè)計(jì)。隔震設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)為減輕地震災(zāi)害而采用的設(shè)計(jì)新技術(shù),實(shí)踐證明,有條件的利用抗震技術(shù)來(lái)減輕地震造成的建筑災(zāi)害是完全有可能的。
隔震設(shè)計(jì)的概念
1.1隔震設(shè)計(jì)
隔震設(shè)計(jì)是在基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置由隔振器、阻尼器等組成的隔振層,隔離地震能量向上部傳遞,減少輸入到上部結(jié)構(gòu)的地震能量,降低上部結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng),以達(dá)到預(yù)期的防震要求。
隔震設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)抗震設(shè)計(jì)比較表
傳統(tǒng)抗震 隔震設(shè)計(jì)
結(jié)構(gòu)體系 加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)的連接 削弱上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)的連接
設(shè)計(jì)思想 提高自身的抗震能力 隔離地震能量的輸入
方法措施 強(qiáng)化結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和延性 濾波
1.2隔震設(shè)計(jì)原理
大家都知道,當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)體系的總水平力超過(guò)結(jié)構(gòu)基底的滑動(dòng)摩擦力時(shí),建筑結(jié)構(gòu)體系就會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng),反之,結(jié)構(gòu)體系的總水平力小于結(jié)構(gòu)基底的滑動(dòng)摩擦力時(shí),結(jié)構(gòu)體系就不會(huì)發(fā)生滑動(dòng)。對(duì)于以剪切變形為主的建筑結(jié)構(gòu),地震作用可以通過(guò)結(jié)構(gòu)的基底剪力來(lái)進(jìn)行衡量。也就是說(shuō)當(dāng)F1/F2>1時(shí)(在這里F1表示采用滑動(dòng)減震措施后的最大基底剪力,F(xiàn)2表示表示該結(jié)構(gòu)不產(chǎn)生滑動(dòng)的條件下地震時(shí)可以出現(xiàn)的最大基底剪力。),表示結(jié)構(gòu)雖然采用了隔震設(shè)計(jì),但是結(jié)構(gòu)本身未發(fā)生滑動(dòng),也就是說(shuō)隔振措施未產(chǎn)生實(shí)際效果,這樣的效果等價(jià)于傳統(tǒng)的抗震設(shè)計(jì)。因此隔振措施起作用的先決條件是F1/F2
隔震設(shè)計(jì)的原理是在建筑的上部結(jié)構(gòu)與地基之間設(shè)置隔震系統(tǒng),適當(dāng)?shù)脑黾咏Y(jié)構(gòu)的阻尼,延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的震動(dòng)周期,以此來(lái)降低整個(gè)結(jié)構(gòu)的加速度的反應(yīng)程度,同時(shí)又使結(jié)構(gòu)的位移集中于隔震層上,使得上部結(jié)構(gòu)自身相對(duì)位移很小,就像剛體一樣,結(jié)構(gòu)上基本處于原有的工作狀態(tài),建筑物也就不會(huì)發(fā)生破壞或者倒塌。隔振系統(tǒng)一般具有豎向剛度大、水平剛度小等特點(diǎn),且具有能提供較大阻尼的特點(diǎn)。但是該項(xiàng)技術(shù)有一個(gè)特殊限制條件就是:風(fēng)荷載以及其他非地震作用的水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值產(chǎn)生的總水平力不宜超過(guò)結(jié)構(gòu)自身總重力的10%。
1.3隔震層的設(shè)置與選擇
1.3.1其中,隔震層的設(shè)置最適宜選在結(jié)構(gòu)第一層以下的位置,橡膠隔震層的支座間距最好不要過(guò)大,適宜設(shè)置在受力較大的位置,其規(guī)格、數(shù)量以及分布應(yīng)該根據(jù)豎向承載力、阻尼的要求以及側(cè)向的剛度三者來(lái)通過(guò)計(jì)算確定,設(shè)置的要求是在罕見(jiàn)地震后,隔震層不宜出現(xiàn)拉應(yīng)力,不應(yīng)該出現(xiàn)不可恢復(fù)的變形。
我們可以通過(guò)公式Kh=∑Kj以及公式¢=∑Kj(tj)/Kh來(lái)進(jìn)行計(jì)算,其中:Kh表示隔震層水平動(dòng)剛度;¢表示與隔震層等效的阻尼比;Kj表示第j層支座(包括阻尼器)由實(shí)驗(yàn)確定的水平動(dòng)剛度;tj表示第j層的隔震支座由實(shí)驗(yàn)確定的等效粘滯阻尼比,若單獨(dú)設(shè)置阻尼器時(shí),以上公式應(yīng)該包括相應(yīng)阻尼器的相應(yīng)阻尼比;對(duì)于Kj,若試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)動(dòng)剛度與和加載頻率有關(guān)時(shí),這時(shí)最好采用與相應(yīng)的隔振體系基本自振周期相應(yīng)的動(dòng)剛度值。當(dāng)隔震支座由實(shí)驗(yàn)確定設(shè)計(jì)參數(shù)時(shí),豎向荷載應(yīng)保持表一的橡膠隔振支座平均壓力限值。對(duì)多地震驗(yàn)算,宜采用隔震支座的剪切變形為50%的水平剛度和等效粘滯阻尼比且水平加載頻率為0.3hz。對(duì)于罕見(jiàn)的地震,當(dāng)直徑小于600mm時(shí),隔震支座宜采用水平加載頻率為0.1hz且隔震支座剪切變形為大于等于250%的水平動(dòng)剛度與等效粘滯阻尼比;當(dāng)隔震支座直徑不小于600mm時(shí)可采用水平加載頻率為0.2hz且隔震支座剪切變形為100%的水平動(dòng)剛度和等效粘滯阻尼比。
表一:橡膠隔振支座平均壓力限值
1.3.2隔震層以上的隔振措施應(yīng)當(dāng)符合如下隔振措施要求規(guī)定:首先,上部結(jié)構(gòu)和地面之間,必須設(shè)置明確的水平隔振縫,這時(shí)若不能確定水平隔縫時(shí),至少應(yīng)設(shè)置水滑移墊層;其次,隔震層以上結(jié)構(gòu)應(yīng)至少滿足不阻尼阻礙隔震層在罕見(jiàn)地震下所采取的隔振措施,也就是說(shuō)上部結(jié)構(gòu)的周圍應(yīng)當(dāng)設(shè)置防震縫,縫的寬度大于等于隔震支座在最大的地震作用下的最大位移的1.2倍;最后,對(duì)丙類建筑物在隔震層以上的抗震措施而言,當(dāng)水平方向減震系數(shù)為0.75時(shí),不應(yīng)當(dāng)降低非隔振時(shí)的有關(guān)抗震措施。當(dāng)水平方向減震系數(shù)小于等于0.5時(shí)可適當(dāng)降低相應(yīng)要求,但是,這時(shí)候抵抗豎向力的抗震設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)必須不能降低。
比如,根據(jù)設(shè)計(jì)驗(yàn)算隔震后現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)應(yīng)該如下表所示:
隔震后現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)
二、其他相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)定
2.1隔震支座和阻尼器的連接構(gòu)造要求。
對(duì)于隔震支座和阻尼器的安裝設(shè)計(jì),應(yīng)當(dāng)在便于檢修人員施工的部位。對(duì)于隔震支座上部以及基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)之間的連接件,應(yīng)具有傳遞罕見(jiàn)地震下支座的水平剪切力的能力,抗震墻下的隔震支座的間距小于或等于2.0m。最后,外露的預(yù)埋件應(yīng)具有可靠地防腐措施,其中預(yù)埋件的錨固鋼筋應(yīng)要與鋼板焊牢固,錨固筋的錨固長(zhǎng)度不宜大于20倍的鋼筋直徑而且不應(yīng)當(dāng)小于250mm。
2.2隔震層部構(gòu)造連接要求
在隔振層頂部應(yīng)當(dāng)設(shè)置梁板式樓蓋,并且應(yīng)符合如下要求:當(dāng)采用裝配式或現(xiàn)澆混凝土板時(shí),配筋現(xiàn)澆面層厚度不應(yīng)小于50mm,現(xiàn)澆板的厚度應(yīng)當(dāng)大于等于140mm。隔振支座的縱向以及橫向梁應(yīng)采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu);隔震層頂部梁板的剛度以及承載力,最好大于一般樓面梁板的剛度和承載力設(shè)計(jì)要求。
2.3特殊要求
為使得設(shè)計(jì)的隔震機(jī)構(gòu)能夠達(dá)到預(yù)期的隔震目標(biāo),除了要滿足一般的使用要求外,還應(yīng)滿足:能夠穩(wěn)定的支撐建筑物,水平剛度適中,能夠適應(yīng)建筑物與地基之間的相對(duì)位移,在強(qiáng)震的作用下,當(dāng)隔震系統(tǒng)發(fā)生大變形時(shí)不產(chǎn)生是問(wèn)現(xiàn)象。
隔振結(jié)構(gòu)的使用范圍。
1.醫(yī)院、銀行、保險(xiǎn)、通訊、消防、電力等重要建筑物;2.首腦機(jī)關(guān)、指揮中心以及放置貴重設(shè)備、物品的書房等;3.紀(jì)念性的建筑物、一般工業(yè)與民用建筑。
結(jié)語(yǔ)
抗震設(shè)計(jì)的原則為頻繁地震作用下,建筑物基本上不產(chǎn)生損壞;在罕見(jiàn)地震的作用下,建筑物允許產(chǎn)生破壞但是不倒塌。經(jīng)過(guò)抗震設(shè)計(jì)的建筑物,不能避免地震時(shí)的強(qiáng)烈晃動(dòng),當(dāng)遭遇強(qiáng)大地震時(shí),雖然可以保證人身安全,但不能保證建筑物及其內(nèi)部設(shè)備及設(shè)施的安全,而且建筑物由于受到嚴(yán)重破壞時(shí)常常會(huì)遇到不可修護(hù)的境遇,若采用隔振就可以避免這些的發(fā)生。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是合理運(yùn)用可行性方案,合理的選擇構(gòu)建的組成材料,做到社會(huì)與環(huán)境的和諧統(tǒng)一,美學(xué)、技術(shù)、適用的有機(jī)集合。運(yùn)用新思想、新策略打造建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第一品牌。真正做到建筑物的適用性。
參考文獻(xiàn)
[1]趙新銘.工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理.科學(xué)出版社.2007.3.
[2]熊丹安.建筑結(jié)構(gòu).華南理工大學(xué)出版社.2009.1.
[3]董曉峰.房屋建筑學(xué).武漢理工大學(xué)出版社.2009.2.
【關(guān)鍵詞】房屋,建筑結(jié)構(gòu),抗震設(shè)計(jì),要求
中圖分類號(hào):TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
一.前言
由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度加快,社會(huì)需求不斷增多,使得建筑的高度不斷加高,形態(tài)愈加復(fù)雜,建筑結(jié)構(gòu)中抗震設(shè)計(jì)也趨于多樣化。我國(guó)作為一個(gè)多震國(guó)家,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注重抗震設(shè)計(jì),良好的抗震設(shè)計(jì)和抗震措施至關(guān)重要??拐鹪O(shè)計(jì)中,要進(jìn)行地基基礎(chǔ)的抗震設(shè)計(jì)??拐饦?gòu)造措施是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。針對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)中的抗震設(shè)計(jì)要求,進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)和抗震措施,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建筑施工中,應(yīng)熟悉各種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震構(gòu)造措施。
二.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的基本要求
地震作用越大,房屋抗震要求越高。不同設(shè)防烈度和場(chǎng)地上,結(jié)構(gòu)的實(shí)際抗震能力會(huì)有差別,結(jié)構(gòu)可能進(jìn)入彈塑性狀態(tài)的程度不同。震害表明,未經(jīng)抗震設(shè)計(jì)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),在7度區(qū)只有個(gè)別構(gòu)件破壞,8度、9度破壞增多,因此,對(duì)不同設(shè)防烈度和場(chǎng)地可以有明顯差別。結(jié)構(gòu)的抗震能力主要取決于主要抗側(cè)力構(gòu)件的性能,主、次要抗側(cè)力構(gòu)件的要求可以有區(qū)別。如框架結(jié)構(gòu)中的框架與框架――抗震墻結(jié)構(gòu)中的框架應(yīng)有所不同。房屋越高,地震反應(yīng)越大,其抗震要求越高。綜合考慮地震作用,結(jié)構(gòu)類型和房屋高度等因素劃分抗震等級(jí)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì),可以對(duì)同一設(shè)防烈度的不同高度的房屋采用不同抗震等級(jí)設(shè)計(jì);對(duì)同一建筑物中結(jié)構(gòu)部分采用不同抗震等級(jí)。
三.影響建筑抗震的因素分析
1.建筑抗震取決于所選取建筑結(jié)構(gòu)形式
為實(shí)現(xiàn)“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震目標(biāo),新版《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中取消了磚混內(nèi)框架結(jié)構(gòu),提高了磚混結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)要求。目前普遍使用的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)三種結(jié)構(gòu)形式中,框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能最為突出,剪力墻次之。單純的框架結(jié)構(gòu)造價(jià)雖然抗震性能不如前兩種,但其造價(jià)較低,施工技術(shù)成熟,是目前最為常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式。根據(jù)建筑當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況,結(jié)合建筑的使用功能,選取合適的結(jié)構(gòu)形式,對(duì)于建筑抗震意義重大。
2.建筑抗震取決于適宜的抗震措施
在場(chǎng)地類型不同的情況下,抗震措施主要由建筑的不同等級(jí)決定。在確定建筑等級(jí)及場(chǎng)地類型之后,將先進(jìn)的抗震理念和系統(tǒng)的分析計(jì)算納入到抗震措施設(shè)計(jì)中,即可改善建筑抗震設(shè)計(jì),提高建筑抗震效果。
3.影響房屋建筑抗震性能的因素
房屋建筑抗震性能取決于場(chǎng)地選擇、施工質(zhì)量等其他因素。建筑工程場(chǎng)地選擇不當(dāng)?shù)仍斐墒┕べ|(zhì)量下降,這些因素都可能對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能造成重要影響。選擇建好的工程場(chǎng)地、加強(qiáng)施工質(zhì)量監(jiān)督,對(duì)于提高建筑抗震性能是十分必要的。
四.建筑抗震設(shè)計(jì)具體分析
抗震設(shè)計(jì)的重要基本要求就是要確保房屋基礎(chǔ)構(gòu)造的延性設(shè)計(jì)要求得以保證,能夠在建筑結(jié)構(gòu)延性問(wèn)題上設(shè)立多道防線,以此才能避免建筑結(jié)構(gòu)脆性過(guò)大造成的構(gòu)造強(qiáng)度失衡、失控的現(xiàn)象發(fā)生,從而影響其抗震性能及成果。因此,這就需要做好以下幾點(diǎn)把握。
1.周全考慮房屋建筑選址問(wèn)題在房屋工程項(xiàng)目立項(xiàng)之初,就要周全考慮好能夠發(fā)揮抗震成果的選址問(wèn)題,如健全周到考慮好土體結(jié)構(gòu)、地質(zhì)、地貌等問(wèn)題,并要預(yù)測(cè)分析地震活動(dòng)發(fā)生時(shí)建筑構(gòu)造的承受能力,且要記錄相關(guān)技術(shù)資料檔案中,待實(shí)地考證時(shí)能夠綜合評(píng)價(jià)。此外,還要避開影響建筑構(gòu)造抗震效果發(fā)揮的不利區(qū)域、地段等,當(dāng)避無(wú)可避時(shí)應(yīng)當(dāng)立足實(shí)際采取合理控制措施
2.加強(qiáng)建筑構(gòu)造規(guī)劃研究
由于地震發(fā)生時(shí)建筑結(jié)構(gòu)本身會(huì)發(fā)生應(yīng)力過(guò)于集中、突破塑性變形彈性極限等的可能,進(jìn)而形成結(jié)構(gòu)抗震薄弱部分。因此,建筑構(gòu)造設(shè)計(jì)應(yīng)能保證建筑結(jié)構(gòu)延性、安全度、以及選取合適的建筑平面、剖面進(jìn)行設(shè)計(jì),既要保證建筑結(jié)構(gòu)強(qiáng)度穩(wěn)定,又能避免建筑脆性過(guò)大而延性過(guò)小的負(fù)面現(xiàn)象發(fā)生。
3.保證地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要求當(dāng)房屋項(xiàng)目工程的地基土體為粘性土、軟土、液化土、以及不均勻沉降土?xí)r,應(yīng)當(dāng)評(píng)估好地基的基礎(chǔ)沉降是否在預(yù)控范疇之內(nèi),是否發(fā)生嚴(yán)重不規(guī)則沉降現(xiàn)象,從而才能有針對(duì)性的采取防控措施。
4.滿足建筑構(gòu)造體系設(shè)計(jì)要求
抗震性能價(jià)值體現(xiàn)是建筑構(gòu)造體系設(shè)計(jì)中的重要組成部分。因此在構(gòu)造設(shè)計(jì)上就要綜合分析、周全考慮、能夠統(tǒng)籌把握好各項(xiàng)綜合因素。如考慮好抗震防御等級(jí)、抗震強(qiáng)度控制指標(biāo)、項(xiàng)目建設(shè)場(chǎng)地、以及基礎(chǔ)地基處理、供應(yīng)材料的質(zhì)量體系要求、現(xiàn)有技術(shù)規(guī)模等問(wèn)題。
5.確保建筑構(gòu)造的構(gòu)件要求
(一)房屋建筑工程的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)構(gòu)件設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)滿足相關(guān)規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)、要求,如混凝土的圈梁、構(gòu)造柱、芯柱、或者配筋砌體等的質(zhì)量建設(shè)體系要求就必須能夠保證。
(二)要保證混凝土結(jié)構(gòu)合理設(shè)計(jì),在建筑的具體結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)能具備尺寸合理、縱向承重鋼筋及箍筋的強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),目的是控制剪切破壞先于彎曲破壞發(fā)生的可能,以及防止鋼筋屈服而引起的構(gòu)件塑性變形遭受破壞發(fā)生。
(三)鋼結(jié)構(gòu)建筑施工時(shí)能夠保證其構(gòu)件尺寸、規(guī)格、數(shù)量合理,進(jìn)而才能避免整體構(gòu)造抗震成果發(fā)揮不利、結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的現(xiàn)象發(fā)生。最后,還要周全考慮好建筑構(gòu)造構(gòu)件之間的鏈接、銜接性的體現(xiàn),控制好構(gòu)件節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)定性,保證其在地震發(fā)生時(shí)的塑性破壞能夠晚于其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件,進(jìn)而才能增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性與安全度。
五.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗震關(guān)鍵措施和設(shè)計(jì)方法
1.建筑結(jié)構(gòu)抗震措施要點(diǎn)
(一)房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要從建筑的全局出發(fā),全面考慮各種建筑部位的功能,在此基礎(chǔ)上,科學(xué)設(shè)計(jì)每個(gè)部分的構(gòu)件,保證每個(gè)部件之間的契合,促使每個(gè)部件或者是若干部件組合起來(lái)可以完成某一特定的設(shè)計(jì)要求,滿足一定的現(xiàn)實(shí)需求,同時(shí),通過(guò)抗震設(shè)計(jì),使得每個(gè)構(gòu)件都可以具有相應(yīng)的承載力,當(dāng)?shù)卣饋?lái)襲,每個(gè)構(gòu)件都可以有著一定的次序先后破會(huì),整體組合構(gòu)件將會(huì)有著更強(qiáng)大的承載力和柔性,從而延緩地震破壞的速度,消耗爆發(fā)的能量。增強(qiáng)建筑的整體抗震能力。
(二)要嚴(yán)格選擇地基選址,地基選址是進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),因此,在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中,要科學(xué)避開山嘴,山包,陡坡,河流等不利因素,要本著堅(jiān)硬,牢固,平坦,開闊的選址原則。親身實(shí)地,利用先進(jìn)技術(shù)設(shè)備,進(jìn)行地質(zhì)勘探,山石水土監(jiān)測(cè),并取樣論證,科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)分析。力求使得整個(gè)地基牢固可靠,地質(zhì)穩(wěn)定無(wú)滲漏,無(wú)坍塌,無(wú)暗河,無(wú)熔巖,無(wú)火山……從而保證整個(gè)地基不會(huì)因?yàn)槌休d而發(fā)生小范圍的坍塌。影響到整體承載能力和抗震能力設(shè)計(jì)。
(三)采用合理的建筑平立面。建筑物的動(dòng)力性能基本上取決于其建筑布局和結(jié)構(gòu)布置。建筑布局簡(jiǎn)單合理,結(jié)構(gòu)布置符合抗震原則,通過(guò)無(wú)數(shù)次的實(shí)驗(yàn)表明,簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱的建筑結(jié)構(gòu)抗震能力強(qiáng),對(duì)延緩地震烈度范圍延伸,消耗地震的能量,減少地震對(duì)整體結(jié)構(gòu)的破壞,而且,對(duì)稱結(jié)構(gòu)容易準(zhǔn)確計(jì)算其地震反應(yīng)。
(四)選擇合理的結(jié)構(gòu)形式??拐鸾Y(jié)構(gòu)體系是抗震設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的關(guān)鍵問(wèn)題。建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中,不同結(jié)構(gòu)的抗震結(jié)構(gòu)體系的承載力受到抗震設(shè)防烈度、建筑高度、場(chǎng)地條件以及建筑材料、施工條件、經(jīng)濟(jì)條件等多種條件的影響,因此房建結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要綜合考慮,做到科學(xué)選擇,嚴(yán)謹(jǐn)設(shè)計(jì)。
(五)結(jié)構(gòu)良好的延性有助于減小地震作用,吸收與耗散地震能量,避免結(jié)構(gòu)倒塌。因此,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)力求避免構(gòu)件的剪切破壞,爭(zhēng)取更多的構(gòu)件實(shí)現(xiàn)彎曲破壞。
六.結(jié)束語(yǔ)
因?yàn)樯婕暗饺祟惿?cái)產(chǎn)安全的重要問(wèn)題,建筑物的抗震問(wèn)題是目前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)界討論比較多的話題之一。因此,我們?cè)趯?duì)建筑物進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候,必須把房屋建筑結(jié)構(gòu)中的抗震設(shè)計(jì)要求放到非常重要的位置,并采取適當(dāng)?shù)拇胧?,盡量避免地震對(duì)建筑物的損壞,為保障人民的生命及財(cái)產(chǎn)作出應(yīng)有貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn):
[1]戴國(guó)瑩.建筑結(jié)構(gòu)基于性能要求的抗震措施初探[J].建筑結(jié)構(gòu),2011,(08)
[2]吳智,李貴男,段壯志.民房建筑結(jié)構(gòu)抗震能力分析與抗震措施探討[J].山西建筑,2012(10).
[3]高利學(xué).淺談高層建筑的抗震設(shè)計(jì)與抗震結(jié)構(gòu)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2012,(03)
[4]黃星敏.房屋震害影響因素分析及應(yīng)對(duì)措施[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè),2010,(2)
關(guān)鍵詞:磚混結(jié)構(gòu);房屋建筑;抗震設(shè)計(jì)
Abstract: the multi-layered brick structure is the main form of the structure of the multilayer residence, is the people's living of the main places, the seismic performance is directly related to the people in the future the possibility of earthquake disasters and property safety of life. In this paper, the structure of the brick in the aseismic design makes an analysis of the problems, and put forward the corresponding brickconcrete building seismic design of the measures.
Keywords: brick structure; Housing construction; Seismic design
中圖分類號(hào):TU973+.31文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):
多層磚混結(jié)構(gòu)是當(dāng)前多層住宅的主要結(jié)構(gòu)形式,是人民生活居住的主要場(chǎng)所,其抗震性能好壞直接關(guān)系到廣大人民在未來(lái)可能發(fā)生的地震災(zāi)害中的生命、 財(cái)產(chǎn)安全。建筑師為了追求更好的建筑效果和更合理的使用功能,在多層磚混結(jié)構(gòu)房屋的設(shè)計(jì)中追求豐富建筑造型、靈活平面布置、 大開間、 大門洞、 大懸挑,甚至通窗效果等,必將大大削弱房屋的抗震能力, 從而導(dǎo)致房屋的破壞和倒塌??梢?jiàn),提高抗震設(shè)防地區(qū)建設(shè)工程的抗震設(shè)計(jì)質(zhì)量,是非常重要的。
一、磚混結(jié)構(gòu)建筑物抗震設(shè)計(jì)方面的存在問(wèn)題
1、平面不規(guī)則。 對(duì)于結(jié)構(gòu)平面布置不規(guī)則的磚混結(jié)構(gòu) ,建筑物質(zhì)心與剛度中心往往不易重合, 在地震作用下會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng), 大大加劇地震的破壞力度;平面布局凹凸不齊 ,局部突出的尺寸太大, 外墻拐角過(guò)多, 地震時(shí)產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象, 結(jié)構(gòu)易受破壞;平面剛度不均勻。建筑設(shè)計(jì)要求虛實(shí)對(duì)比, 使窗間墻寬窄不一, 使窗間墻剛度分布不均, 地震時(shí)變形不協(xié)調(diào) ,寬墻段因剛度大而容易受剪破壞 ,窄墻段則易發(fā)生彎曲破壞 ,致使薄弱部位提前破壞 引起結(jié)構(gòu)整體破壞。
2、豎向剛度不均勻。 由于建筑使用功能的需要, 局部設(shè)置大空間房屋 ,造成豎向墻體不連續(xù), 產(chǎn)生剛度突變和出現(xiàn)薄弱層 。轉(zhuǎn)換承重梁過(guò)多, 傳力復(fù)雜, 對(duì)抗震極為不利; 建筑立面設(shè)計(jì)過(guò)分追求立面效果, 出現(xiàn) “頭重腳輕” 造成房屋重心過(guò)高。 有些建筑物采用錯(cuò)落的立面, 突出屋面建筑部分的高度過(guò)高 ,地震時(shí)發(fā)生鞭梢效應(yīng)而造成結(jié)構(gòu)豎向強(qiáng)度和剛度的不均勻 。外墻窗尺寸越來(lái)越大 ,而窗間墻尺寸則越來(lái)越小 ,有的開間甚至取消整門外墻 ,在外墻上設(shè)帶形通窗 、玻璃幕墻 ,使外縱墻幾乎完全喪失抗震能力。地震時(shí)變形不協(xié)調(diào) ,薄弱部門提前破壞引起結(jié)構(gòu)整體破壞。
3、局部大懸挑。磚混結(jié)構(gòu)建筑物由于其結(jié)構(gòu)特性使立面造型相對(duì)而言比較呆板或單一, 因而設(shè)計(jì)人員喜歡用大懸挑結(jié)構(gòu)來(lái)創(chuàng)造新穎的空間體量構(gòu)圖, 超出規(guī)范規(guī)定, 并且附屬構(gòu)件復(fù)雜且過(guò)多。 為突出立面效果 ,屋頂女兒墻設(shè)置過(guò)高, 超出現(xiàn)行建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中相應(yīng)的規(guī)定。
4、磚混結(jié)構(gòu)建筑物設(shè)計(jì)中構(gòu)造柱設(shè)置過(guò)多, 抗震磚墻不足 。資料表明, 磚墻增設(shè)構(gòu)造柱后能提高磚混結(jié)構(gòu)建筑物體側(cè)向擠出塌落的約束作用 ,設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱能使砌體的抗剪承載力顯著提高 ,提高砌體的變形能力 ,是有效的抗倒塌措施。 但構(gòu)造柱對(duì)墻體的抗裂效果不明顯 ,一些磚混結(jié)構(gòu)在墻體數(shù)量少, 抗震不足時(shí), 往往以增加構(gòu)造柱來(lái)彌補(bǔ), 造成構(gòu)造柱兩側(cè)的磚砌體長(zhǎng)度不足 ,致使構(gòu)造柱不能有效地與磚砌體協(xié)同工作 ,形成了“ 頭重腳輕”的結(jié)構(gòu)體系 ,對(duì)抗震極為不利。
5、鋼筋混凝土圈梁設(shè)置偏多、 斷面偏大 ,而結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連結(jié)不足 ,在磚混結(jié)構(gòu)建筑物中合理設(shè)置沿樓板標(biāo)高的水平圈梁 ,可加強(qiáng)內(nèi)外墻的連接, 增強(qiáng)房屋的整體性 ,防止房屋傾覆破壞。 但是, 若墻體本身的抗震強(qiáng)度差, 即抗震磚墻數(shù)量不足或結(jié)構(gòu)布置不合理 ,而僅靠增設(shè)圈梁 ,加大其截面尺寸或提高配筋面積來(lái)提高結(jié)構(gòu)抗側(cè)力是不能滿足抗震要求的。
二、提高磚混結(jié)構(gòu)建筑物抗震設(shè)計(jì)質(zhì)量的措施
1、對(duì)建筑平面和立面進(jìn)行科學(xué)布局。建筑平面和立面的規(guī)整性是整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中一個(gè)十分基礎(chǔ) 、重要的內(nèi)容。 抗震設(shè)計(jì)中, 建筑平面 、立面宜盡可能簡(jiǎn)潔、 規(guī)則, 結(jié)構(gòu)質(zhì)量中心與剛度中心相一致。 對(duì)于結(jié)構(gòu)平面布置不規(guī)整的房屋質(zhì)心與剛度中心往往不容易重合, 在地震作用下會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng), 大大加劇地震的破壞力; 對(duì)體型不規(guī)則的房屋應(yīng)注意偏離結(jié)構(gòu)剛心遠(yuǎn)端墻段的抗震驗(yàn)算。 建筑立面應(yīng)避免頭重腳輕, 房屋重心盡可能降低, 避免采用錯(cuò)落的立面 ,突出屋面建筑部分的高度不應(yīng)過(guò)高 ,以免地震時(shí)發(fā)生“鞭梢效應(yīng)”, 同時(shí)應(yīng)控制好結(jié)構(gòu)豎向強(qiáng)度和剛度的均勻性。
建筑設(shè)計(jì)應(yīng)符合抗震概念設(shè)計(jì)的要求, 不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案, 即使不可避免 ,也應(yīng)盡量在適當(dāng)部位設(shè)置防震縫 ,將體型復(fù)雜 、平面特別不規(guī)則的建筑布局分割成幾個(gè)相對(duì)規(guī)則的獨(dú)立單元。 在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中, 應(yīng)盡可能在兼顧建筑造型又滿足使用功能要求的前提下, 將平面布置、 立面外觀造型設(shè)計(jì)得較為規(guī)整 、簡(jiǎn)潔 、美觀大方 ,同時(shí)又能有效地提高工程的抗震性能。
2、合理布置縱墻和橫墻
多層磚混房屋的主要承重構(gòu)件是縱、 橫墻體,在地震中主要由于承重縱、 橫墻在地震力作用下產(chǎn)生裂縫,嚴(yán)重者會(huì)出現(xiàn)傾斜、 錯(cuò)動(dòng) 、倒塌等現(xiàn)象,進(jìn)而使房屋造到破壞;所以合理布置縱 、橫墻對(duì)提高房屋抗震性能起到很大的作用。多層磚混房屋應(yīng)優(yōu)先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結(jié)構(gòu)體系,縱 、橫墻的布置宜均勻?qū)ΨQ,沿平面內(nèi)宜對(duì)齊,沿豎向應(yīng)上下連續(xù),同時(shí)一軸線上的窗間墻寬度宜均勻。 房屋的空間整體剛度和整體穩(wěn)定性決定著房屋抗震能力的高低,多層磚混房屋一般采用縱墻或橫墻承重,由于非承重方向的約束墻體少,間距大,因而房屋該方向剛度較弱,空間剛度和整體性均較差,拉震能力低;在高烈度地區(qū),墻體由于平面外的失穩(wěn)而先行破壞,進(jìn)而引起整個(gè)房屋倒塌 而在兩個(gè)方向適當(dāng)布置縱橫 、墻混合承重的房屋,由于其限制了縱 橫墻的側(cè)向變形,增強(qiáng)了空間剛度和整體性,對(duì)承受縱 、橫兩個(gè)方向的水平地震作用及抗彎、 抗剪都非常有利 。墻體布置時(shí),應(yīng)盡量采用縱墻貫通的平面布置,當(dāng)縱墻不能貫通布置時(shí),可在縱橫墻交接處采取加強(qiáng)措施,也可在縱、 橫墻交接處增設(shè)鋼筋混凝土構(gòu)造柱,并適當(dāng)加強(qiáng)構(gòu)造配筋;必要時(shí)還可以每隔一定高度放置水平拉結(jié)構(gòu)筋,以加強(qiáng)房屋整體性,防止縱 、橫墻交接處被拉開。
3、增強(qiáng)砌體房屋的剛度和整體性
房屋是縱、 橫向承重構(gòu)件和樓蓋組成的一個(gè)具有空間剛度的結(jié)構(gòu)體系,其抗震能力的強(qiáng)弱取決于結(jié)構(gòu)的空間整體剛度和整體穩(wěn)定性。 剛性樓蓋是各抗側(cè)力構(gòu)件按各自側(cè)移剛度分配地震作用的保證。 現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板及屋蓋具有整體性好、 水平剛度大的優(yōu)點(diǎn), 是較理想的抗震構(gòu)件, 不但可消除滑移 、散落問(wèn)題, 增加房屋的整體性, 增大樓板的剛度, 而且對(duì)平面上墻體對(duì)齊的要求也可予以適當(dāng)放寬 ,因作為以剪切變形為主的砌體結(jié)構(gòu), 層間變形是可控制的 。較強(qiáng)的樓板及屋蓋水平剛度使荷載傳遞具有良好的條件,平面上當(dāng)上下墻體不對(duì)齊時(shí) ,現(xiàn)澆樓板及屋蓋能起到一定的傳遞水平力的作用, 同時(shí)樓板、 屋蓋現(xiàn)澆增加了樓板對(duì)墻體的約束 。因此, 采用現(xiàn)澆樓板 、屋蓋是一種較好的增強(qiáng)樓房結(jié)構(gòu)空間剛度和整體穩(wěn)定性的方法,在適當(dāng)?shù)牟课辉鲈O(shè)構(gòu)造柱, 并配置些構(gòu)造鋼筋, 也能達(dá)到增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性的作用 ;另外設(shè)置配筋圈梁可限制散落問(wèn)題, 增強(qiáng)空間剛度, 提高結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性 ,從而提高房屋的抗震性能。
4、設(shè)置房屋圈梁和構(gòu)造柱。多次震害調(diào)查表明,圈梁是多層磚房的一種經(jīng)濟(jì)有效的措施,可提高房屋的抗震能力,減輕震害 。在多層磚混房屋中設(shè)置沿樓板標(biāo)高的水平圈梁,可加強(qiáng)內(nèi)外墻的連接,增強(qiáng)房屋的整體性。 由于圈梁的約束作用使樓蓋與縱 、橫墻構(gòu)成整體的箱形結(jié)構(gòu),能有效地約束預(yù)制板的散落,使磚墻出平面倒塌的可能性大大降低,以充分發(fā)揮各片墻體的抗震能力。 圈梁作為邊緣構(gòu)件,對(duì)裝配式樓 、屋蓋在水平面內(nèi)進(jìn)行約束,可提高樓蓋,屋蓋的水平剛度,同時(shí)能保證樓蓋起一整體橫隔板的作用 圈梁與構(gòu)造柱一起對(duì)墻體在豎向平面內(nèi)進(jìn)行約束,限制墻體裂縫的開展,且不沿伸超出兩道圈梁之間的墻體,并減小裂縫與水平面的夾角,保證墻體的整體性和變形能力,提高墻體的抗剪能力 。設(shè)置圈梁還可以減輕地震時(shí)地基不均勻沉陷與地表裂縫對(duì)房屋的影響,特別是屋蓋和基礎(chǔ)頂面處的圈梁具有提高房屋的豎向剛度和抗御不均勻沉陷的能力 ?,F(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁的設(shè)置應(yīng)符合現(xiàn)行建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的要求 現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁應(yīng)閉合,遇有洞口應(yīng)上下搭接,圈梁宜與預(yù)制板設(shè)在同一標(biāo)高處或緊靠板底。
多次實(shí)驗(yàn)表明,磚墻增設(shè)構(gòu)造柱后能提高磚混房屋的延性,發(fā)揮防止磚砌體側(cè)向擠出塌落的約束作用;設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱能使砌體的抗剪承載力提高10-30% ,提高砌體的變形能力,是有效的抗倒塌措施。 另外,在多層磚混房屋中合理地設(shè)置構(gòu)造柱,能起到增強(qiáng)房屋整體性的作用,還可以利用其塑性變形和滑移摩擦來(lái)消耗地震能量,從而大大提高抗震能力。
在抗震設(shè)計(jì)時(shí),體現(xiàn)以預(yù)防為主的設(shè)計(jì)思想 ,達(dá)到 “小震不壞 、中震可修、 大震不倒 ”的設(shè)防目標(biāo)。 對(duì)于建設(shè)工程只有在抗震設(shè)防 、抗震設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量這三方面都符合要求 ,才能確保建筑工程具備合理的抗御地震的能力。
【關(guān)鍵字】抗震設(shè)計(jì);房屋;建筑結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì);應(yīng)用
地震,作為破壞力極強(qiáng)的自然災(zāi)害,其突發(fā)性及不可預(yù)測(cè)性十分突出,為保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全,需要確保房屋建筑具備良好的抗震能力。在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,需要充分重視抗震設(shè)計(jì),明確抗震設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)遵循的基礎(chǔ)性原則,探究建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中可以應(yīng)用的基本方法,確保房屋建筑具備良好的抗震能力,保障建筑功能實(shí)現(xiàn)及使用安全。結(jié)合某住宅建筑為例,探究抗震設(shè)計(jì)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。
一、工程概況
某小區(qū)住宅二期五棟住宅工程,其建筑總高度為95.20m,地下設(shè)計(jì)為2層,地上建筑為31層,建筑面積為11261.5O。建筑主體采取框架剪力墻結(jié)構(gòu)。該住宅建筑為丙類建筑,在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中,其抗震設(shè)防烈度為7度,地震基本加速度值為0.15g,其結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)具體如下表所示:
表1:某住宅建筑結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)參數(shù)表
為了確保建筑結(jié)構(gòu)抗的震能力,對(duì)其抗震設(shè)計(jì)原則及方法進(jìn)行探究。
二、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震設(shè)計(jì)需要遵循的基礎(chǔ)性原則
為保障房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)質(zhì)量,保證抗震設(shè)計(jì)方案的可操作性與可行性,要求在抗震設(shè)計(jì)中遵循以下基礎(chǔ)性原則:
(一)確保建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件其性能符合設(shè)計(jì)要求
在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),需要確保建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度、承載能力、延性、穩(wěn)定性等屬性參數(shù)可以滿足抗震的基本要求。結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí),需要依據(jù)墻柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件的基本設(shè)計(jì)原則。在結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)過(guò)程中,可能存在著構(gòu)件薄弱問(wèn)題,為此,需要采取措施提高其抗震能力,例如調(diào)整地震力系數(shù)。
(二)確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)置抗震防線數(shù)量
抗震結(jié)構(gòu)體系是由若干具備一定延性的分體系構(gòu)成,通過(guò)應(yīng)用具備延性的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行分體系連接,從而實(shí)現(xiàn)抗震結(jié)構(gòu)體系構(gòu)建。如在該建筑工程中,其建筑為框剪結(jié)構(gòu),框剪結(jié)構(gòu)是由延性框架與剪力墻兩大分體部分構(gòu)成,由多肢剪力墻體系組成。在出現(xiàn)地震后,多會(huì)伴隨發(fā)生多次余震,如在建筑結(jié)構(gòu)中僅僅設(shè)計(jì)有一道抗震防線,則該住宅建筑在經(jīng)過(guò)第一次地震破壞影響后,還需要承受余震帶來(lái)的損害,通過(guò)損傷積累,最終引起建筑物承載力不足,抗震能力喪失最終倒塌。
(三)確保房屋建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件強(qiáng)弱關(guān)系處理的科學(xué)性
在房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中,需要針對(duì)構(gòu)件強(qiáng)弱關(guān)系進(jìn)行科學(xué)化處理。在樓層內(nèi)其耗能構(gòu)件出現(xiàn)屈服后,剩余抗測(cè)力構(gòu)件則仍處于彈性階段,這種處理方式,能夠確保有效屈服保持較長(zhǎng)階段,提高建筑結(jié)構(gòu)抗倒塌能力與延性能力。如抗震設(shè)計(jì)中存在著部分構(gòu)件超強(qiáng),則會(huì)導(dǎo)致其他構(gòu)件相對(duì)薄弱,為此,應(yīng)科學(xué)處理構(gòu)件強(qiáng)弱關(guān)系,保障建筑結(jié)構(gòu)抗震性能。
該住宅建筑在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí),綜合考慮住宅建筑區(qū)域條件,考慮建筑工程實(shí)現(xiàn),遵循抗震設(shè)計(jì)基礎(chǔ)性原則,保障了住宅建筑抗震設(shè)計(jì)效果。
三、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)基本方法探究
當(dāng)前,房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)基本方法主要包括概念設(shè)計(jì)方法、結(jié)構(gòu)消能減震及隔振設(shè)計(jì)方法、抗震構(gòu)造設(shè)置等。
(一)概念設(shè)計(jì)方法
建筑抗震概念設(shè)計(jì)其基礎(chǔ)設(shè)計(jì)思想與設(shè)計(jì)原則來(lái)源于對(duì)地震災(zāi)害的認(rèn)知與建筑工程經(jīng)驗(yàn),在其設(shè)計(jì)思想與原則的指導(dǎo)下,進(jìn)行房屋建筑總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)。然而地震其突發(fā)性十分強(qiáng),且地震震動(dòng)存在著隨機(jī)性,這種實(shí)際的存在,導(dǎo)致無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)建筑工程所可能會(huì)遭受的破壞力度及相關(guān)參數(shù)值,為此,在抗震設(shè)計(jì)過(guò)程中,不能單純依賴于相關(guān)計(jì)算的結(jié)果,還需要綜合考慮區(qū)域?qū)嶋H,結(jié)合抗震設(shè)計(jì)相關(guān)理論知識(shí)與工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行綜合性設(shè)計(jì)。
采取概念設(shè)計(jì)方法進(jìn)行抗震設(shè)計(jì),第一步需要做好建筑選址工作,在確定建筑地址階段,需要規(guī)避抗震危險(xiǎn)地段,選擇出對(duì)于開展抗震具備積極因素的地基與場(chǎng)地。通過(guò)調(diào)查找出工程施工區(qū)域地震活動(dòng)狀況,地質(zhì)勘察獲得工程地質(zhì)狀況,抗震設(shè)計(jì)人員需要綜合考慮多種因素,盡量選擇在開闊且地基密實(shí)均勻或堅(jiān)硬的持力層地段。建筑施工應(yīng)避免在軟弱土、液化土、邊坡邊緣、土層狀態(tài)不均勻等地段進(jìn)行施工。第二步,需要確保平面布置的合理性。建筑整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建筑布局直接決定了建筑物動(dòng)力性能。如建筑布局更合理,更簡(jiǎn)單,其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足抗震原則,則可以更好保障建筑物具備良好抗震性能。一般在進(jìn)行房屋建筑平面布置時(shí),多體現(xiàn)出對(duì)稱性,確保建筑剛度與質(zhì)量變化具備一定均勻性,避免出現(xiàn)樓層錯(cuò)層等問(wèn)題。
(二)結(jié)構(gòu)消能減震及隔振設(shè)計(jì)方法
結(jié)構(gòu)消能減震及隔振設(shè)計(jì)方法屬于一種主動(dòng)的抗震對(duì)策。該方法在房屋建筑體系中設(shè)置有隔震層,通過(guò)隔震層對(duì)地震能量進(jìn)行阻隔,或在建筑抗測(cè)力結(jié)構(gòu)中,設(shè)置消能器,通過(guò)消能器降低地震能量。這種設(shè)計(jì)理念,主張通過(guò)應(yīng)用橡膠隔震支座或阻尼器,設(shè)置于房屋建筑底部,從而延長(zhǎng)構(gòu)件振動(dòng)周期,提高阻尼,消減地震能量,保障建筑安全性。、
(三)抗震構(gòu)造設(shè)置
抗震構(gòu)造措施屬于房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。房屋構(gòu)造設(shè)置是否合理,直接影響著建筑結(jié)構(gòu)抗震性能。不同房屋建筑,其建筑主體結(jié)構(gòu)類型存在著較大差異,其構(gòu)造措施不同。針對(duì)磚混結(jié)構(gòu)工程,應(yīng)依據(jù)樓板標(biāo)高進(jìn)行水平圈梁設(shè)置,盡量加強(qiáng)內(nèi)墻與外墻之間的連接,提高房屋建筑整體性。圈梁屬于邊緣構(gòu)件,可以有效提升層蓋水平剛度,降低不均勻沉降對(duì)建筑的影響。
在該住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,采取多種抗震設(shè)計(jì)方法,綜合考慮建筑實(shí)際,保證建筑地基穩(wěn)定性,合理設(shè)置建筑布局,應(yīng)用結(jié)構(gòu)消能減震及隔振設(shè)計(jì),降低地震對(duì)建筑結(jié)構(gòu)所帶來(lái)的影響,通過(guò)設(shè)置抗震構(gòu)造,如砌體結(jié)構(gòu)圈梁鋼梁構(gòu)造,示意圖如下:
圖1:砌體結(jié)構(gòu)圈梁鋼梁構(gòu)造參數(shù)圖
采取綜合抗震措施,確保了該住宅建筑抗震設(shè)計(jì)方案的合理性與可行性,實(shí)踐證明,其抗震性能良好,有效保障了建筑運(yùn)行安全性。
四、結(jié)語(yǔ)
高層建筑逐漸成為城市建筑的主體,為確保高層建筑應(yīng)用性能及安全性,需要在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中重視并確??拐鹪O(shè)計(jì)的可靠性。本文結(jié)合工程實(shí)例,對(duì)抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)遵循的基礎(chǔ)性原則進(jìn)行探究,從概念設(shè)計(jì)方法、結(jié)構(gòu)消能減震及隔振設(shè)計(jì)方法、抗震構(gòu)造設(shè)置三個(gè)方面分析抗震設(shè)計(jì)方法,實(shí)踐證明,采取有效的抗震設(shè)計(jì),可以有效保障建筑安全性,有助于實(shí)現(xiàn)其綜合效益。
參考文獻(xiàn)
[1]張志文.房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)常見(jiàn)問(wèn)題分析與解決措施[J].科技資訊,2013,(14):52.
關(guān)鍵詞:房屋建筑工程;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);基礎(chǔ)設(shè)計(jì);可持續(xù)發(fā)展
中圖分類號(hào):TU198文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
引言
建筑行業(yè)在發(fā)展過(guò)程中給我國(guó)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,提高房屋建筑工程的安全性和可靠性成為建筑行業(yè)發(fā)展道路上至關(guān)重要的一個(gè)問(wèn)題,在對(duì)房屋建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中,房屋建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否具有科學(xué)性和合理性直接影響著房屋建筑工程的整體質(zhì)量。
一、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)遵循原則
設(shè)計(jì)人員在對(duì)房屋建筑工程進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要遵循幾個(gè)原則,首先設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中一定要從整個(gè)房屋建筑工程的整體著手,需要與業(yè)主進(jìn)行良好的、有效的、及時(shí)的溝通,確保房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)既符合客觀方面的需要,也符合主觀方面的需求;其次,設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中要有提前量,現(xiàn)代的房屋建筑工程在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的過(guò)程中,將重點(diǎn)都放到了房屋建筑工程的地基、基礎(chǔ)、以及一些上部結(jié)構(gòu)的構(gòu)件(例如梁、板、柱、樓梯、雨篷等)方面,但是還是有一定的弊端,因?yàn)楹芏嗟姆课萁ㄖY(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)并沒(méi)有完全的結(jié)合實(shí)際情況,所以在施工過(guò)程中很容易遇到設(shè)計(jì)與實(shí)際情況不符的問(wèn)題。
二、房屋建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)經(jīng)常采用的幾種形式
1、墻下條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)形式
大多數(shù)的房屋建筑工程在進(jìn)行基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),都會(huì)采用墻下條形基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的形式,而在墻下條形基礎(chǔ)形式當(dāng)中,混凝土剛性基礎(chǔ)和鋼筋混凝土柔性基礎(chǔ)更為常見(jiàn)一些,混凝土剛性基礎(chǔ)的抗壓性能較好、但是在抗拉性及抗剪性方面的性能就稍微差了一些,比較適用于低層的房屋建筑工程;而鋼筋混凝土柔性基礎(chǔ)在抗拉性、抗壓性、抗彎性及抗剪性方面的性能就比較平均和優(yōu)秀一些,比較適用于地基承載能力較差、上部荷載較大以及基礎(chǔ)埋深較大的房屋建筑工程。
2、獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)形式
獨(dú)立基礎(chǔ)一般分為剛性獨(dú)立基礎(chǔ)和柔性獨(dú)立基礎(chǔ)兩種,通常獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)形式別廣泛的應(yīng)用在柱下基礎(chǔ)使用當(dāng)中,以柱荷載偏心距為參考依據(jù),決定基礎(chǔ)斷面是方形還是矩形。根據(jù)科學(xué)的調(diào)查分析表明,目前在我國(guó),大多數(shù)的工民建工程施工中都采用了獨(dú)立基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)形式,并且取得了十分優(yōu)異和可喜的成績(jī),發(fā)展前景十分不錯(cuò)。
三、房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)過(guò)程中需要注意的問(wèn)題
1、結(jié)構(gòu)平面圖的繪制問(wèn)題
繪制結(jié)構(gòu)平面圖屬于房屋建筑工程施工前期的準(zhǔn)備工作,設(shè)計(jì)人員在繪制房屋建筑工程的結(jié)構(gòu)平面圖時(shí),需要從整體出發(fā),從大局出發(fā),需要把國(guó)家利益和人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全放到首位,在設(shè)計(jì)過(guò)程中需要充分的考慮房屋建筑工程的防火等級(jí)、抗震等級(jí)、防水等級(jí)以及保溫等級(jí),其中,抗震等級(jí)最為重要,同時(shí),設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中還需要充分的考慮到房屋建筑工程的整體及局部的受壓性。
2、屋面結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計(jì)問(wèn)題
一般而言,房屋建筑工程的屋面都為坡形,當(dāng)建筑板之間的空隙過(guò)大,就采用梁板式的樓板;如果建筑板之間的空隙不大,就采用折板式的樓板,確保屋面結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計(jì)與房屋建筑工程的整體設(shè)計(jì)能夠相融合。
3、大樣詳圖的設(shè)計(jì)問(wèn)題
設(shè)計(jì)人員在繪制房屋建筑工程的大樣詳圖時(shí),需要確保圖紙的細(xì)致性和全面性,設(shè)計(jì)人員在繪制過(guò)程中,需要從提高房屋建筑工程的整體的受力性的角度出發(fā),同時(shí),力爭(zhēng)在最大程度上保證房屋建筑工程外形、結(jié)構(gòu)以及尺寸的一致性。
4、樓梯方面的設(shè)計(jì)問(wèn)題
設(shè)計(jì)人員在對(duì)房屋建筑工程的樓梯結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中,主要需要考慮的就是樓梯板的撓度問(wèn)題,需要保證上下層之間樓梯梁位置的一致性和精準(zhǔn)性,同時(shí),設(shè)計(jì)人員還要注意首段的樓梯板的基礎(chǔ)沉降問(wèn)題,如果在房屋建筑工程需要的情況下,可以在一定程度上對(duì)樓梯梁進(jìn)行統(tǒng)一的、規(guī)范的設(shè)置。
5、基礎(chǔ)方面的設(shè)計(jì)問(wèn)題
設(shè)計(jì)人員在對(duì)房屋建筑工程的基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中,需要結(jié)合房屋建筑工程的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì),做到具體問(wèn)題、具體分析,保證基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性,在對(duì)混凝土的選用方面,還需要注意考慮到結(jié)構(gòu)的適用性和耐久性,以荷載為參考依據(jù)對(duì)基礎(chǔ)的寬度進(jìn)行及時(shí)的、適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,為房屋建筑工程整體的結(jié)構(gòu)的合理性提供保障。
四、房屋建筑基礎(chǔ)隔震系統(tǒng)
1、基礎(chǔ)隔震的基本原理“隔離避讓”、“以柔克剛”是隔震技術(shù)設(shè)防策略的立足點(diǎn)。基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)的基本原理就是在建筑物的基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)之間安裝隔離設(shè)備(如隔震器、阻尼器等組成的系統(tǒng)),在水平方向形成一個(gè)剛度較小的隔震層,用來(lái)對(duì)整個(gè)體系的剛度K和阻尼C進(jìn)行調(diào)整,從而使結(jié)構(gòu)的自震頻率發(fā)生改變,使結(jié)構(gòu)的自震周期延長(zhǎng),這樣就能夠使結(jié)構(gòu)的吸能和耗能的能力得到大幅提升,結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)大大減小,削弱地震對(duì)上部結(jié)構(gòu)的破壞力。我們可以利用結(jié)構(gòu)的動(dòng)力微分方程對(duì)這一基本原理做出合理的解釋。2、基礎(chǔ)隔震的特點(diǎn)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的顯著特點(diǎn)就是由于隔震層的安裝,整個(gè)結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能產(chǎn)生了很大的變化,主要起到兩個(gè)方面的作用:
(1)由于隔震層的剛度較小,這樣就使得地震作用產(chǎn)生的變形集中在隔震層,層間的變形大大減小,上部結(jié)構(gòu)呈“整體移動(dòng)”,使得上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件避免了因發(fā)生大變形而損壞;
(2)結(jié)構(gòu)自震周期T的延長(zhǎng),大大降低了上部結(jié)構(gòu)的加速度,這樣室內(nèi)人員就不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重不適的情況,同時(shí)防止室內(nèi)設(shè)施及物品大量的損壞,保障建筑物在震中及震后的使用,降低地震次生災(zāi)害發(fā)生幾率。3、基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)基礎(chǔ)隔震是目前使用最廣的一種隔震形式,也是最基本的隔震結(jié)構(gòu)形式,其設(shè)計(jì)時(shí)需要注意以下幾個(gè)方面的事項(xiàng):(1)由于隔震層部分要比建筑物基礎(chǔ)大,因此周邊的場(chǎng)地要充足。(2)隔震層設(shè)檔土墻,其上部還存在墻外狹道等,所以必須保證不會(huì)因?yàn)樯喜拷Y(jié)構(gòu)在地震時(shí)的移動(dòng)產(chǎn)生其他問(wèn)題。(3)隔震建筑物和周圍建筑物的聯(lián)系通道必須適應(yīng)相對(duì)變形,保證通暢無(wú)礙。(4)隔震裝置的安裝位置要方便檢查和更換。(5)一般情況下需采用柔性連接,或球型接點(diǎn),保證隔震層的變形和位移不影響設(shè)備管線,同時(shí)安放裝置及檢修空間也要考慮。4、建筑基礎(chǔ)隔震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1隔震支座的選型與布置
隔震結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件就是隔震支座,通常選用疊層橡膠支座。它是由橡膠和鋼板交互疊置在一起的。由于橡膠的彈性模量很小,可以將其做成薄層,利用鋼板來(lái)限制軸向壓力引起的橫向膨脹,不但減小軸向變形,還能產(chǎn)生很強(qiáng)的抗壓能力。假如受到水平作用力,疊層橡膠支座就會(huì)按照自身的彈性模量變形,從而形成一個(gè)水平柔軟、豎向堅(jiān)固的支座。疊層橡膠支座的水平變形能力很重要,為了保證其水平變形的能力,可以加厚橡膠層,但其縱向支撐力會(huì)有所下降,水平剛度的軸力相關(guān)性會(huì)變大。假如在底層車庫(kù)的柱底安裝隔震支座,由于是半地下車庫(kù),因而應(yīng)留較大的空間在房屋的四周,確保橡膠墊變形空間充足。所以隔震支座的安裝地點(diǎn)選在底層車庫(kù)頂板,在車庫(kù)車庫(kù)層柱的柱頂四周布置。4.2隔震結(jié)構(gòu)的構(gòu)造設(shè)計(jì)應(yīng)依據(jù)預(yù)期的位移控制要求和水平向減震系數(shù)進(jìn)行隔震層的設(shè)計(jì),選取合適的隔震支座、阻尼器及為支撐風(fēng)載荷和地基微振動(dòng)提供初始剛度的部件組成。隔震層頂部需設(shè)置平面內(nèi)剛度足夠大的梁板體系,確保隔震層能整體協(xié)調(diào)工作。隔震支座上方的梁體系必須現(xiàn)澆,為增強(qiáng)頂部梁板平面內(nèi)剛度,可以配加強(qiáng)筋或者增大梁的截面尺寸。由于考慮到隔震支座附近的梁、柱受力情況比較復(fù)雜,因而需要加密箍筋,情況特殊時(shí),可采用網(wǎng)狀鋼筋。
結(jié)束語(yǔ)
房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的好壞直接影響著整個(gè)房屋建筑工程施工的施工進(jìn)度和施工質(zhì)量,同時(shí)還影響著房屋建筑工程的安全性、適用性和耐久性。因此,設(shè)計(jì)人員在對(duì)房屋建筑工程進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí),一定要保障設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性。
參考文獻(xiàn)
[1]GB50011—2001,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].