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論文關(guān)鍵詞:建筑設(shè)計;抗震;設(shè)計
論文摘要:本文從抗震的角度探討建筑的體型,建筑平面布置和豎向布置、規(guī)范中設(shè)計限值的控制、屋頂建筑等設(shè)計問題。
建筑設(shè)計是否考慮抗震要求,從總體上起著直接的控制主導(dǎo)作用。結(jié)構(gòu)設(shè)計很難對建筑設(shè)計有較大的修改,建筑設(shè)計定了,結(jié)構(gòu)設(shè)計原則上只能是服從于建筑設(shè)計的要求。如果建筑師能在建筑方案、初步設(shè)計階段中較好地考慮抗震的要求,則結(jié)構(gòu)工程師就可以對結(jié)構(gòu)構(gòu)件系統(tǒng)進行合理的布置,建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布以及相應(yīng)產(chǎn)生的地震作用和結(jié)構(gòu)受力與變形比較均勻協(xié)調(diào),使建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能和抗震承載力得到較大的改善和提高;如果建筑師提供的建筑設(shè)計沒有很好地考慮抗震要求,那就會給結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計帶來較多困難,使結(jié)構(gòu)的抗震布置和設(shè)計受到建筑布置的限制,甚至造成設(shè)計的不合理。有時為了提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震承載力,不得不增大構(gòu)件的截面或配筋用量,造成不必要的投資浪費。由此可見,建筑設(shè)計是否考慮抗震要求,對整個建筑起著很重要的作用。因此,我們在建筑抗震設(shè)計過程中特別要注重以下幾個問題。
一、建筑體型設(shè)計問題
建筑體型包括建筑的平面形狀和主體的空間形狀的設(shè)計。震害表明,許多平面形狀復(fù)雜,如平面上的外凸和凹進、側(cè)翼的過多伸懸、不對稱的側(cè)翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破壞。唐山地震就有不少這樣的震例。平面形狀簡單規(guī)則的建筑在地震中未出現(xiàn)較重的破壞,有的甚至保持完好無損。沿高度立體空間形狀上的復(fù)雜和不規(guī)則在地震時都會造成震害。特別是在建筑結(jié)構(gòu)剛度發(fā)生突變的部位更易產(chǎn)生破壞。因此在建筑體型的設(shè)計中,應(yīng)盡可能地使平面和空間的形狀簡潔、規(guī)則;在平面形狀上,矩形、圓形、扇形、方形等對抗震來說都是較好的體型。盡可能少做外凸和內(nèi)凹的體型,盡可能少做不對稱的側(cè)翼和過長的伸翼。在體型布置上盡可能使建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度比較均勻地分布,避免產(chǎn)生因體型不對稱導(dǎo)致質(zhì)量與剛度不對稱的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。
二、建筑平面布置設(shè)計問題
1保證建筑結(jié)構(gòu)抗震水平的先決條件
1.1合理的選址在建筑結(jié)構(gòu)抗震水平設(shè)計中,合理的選址是最基本的先決條件。為了保證選址的正確、合理性,我國政府部門已經(jīng)出臺了《中華人民共和國減災(zāi)抗震法》等法律條文,其中明確規(guī)定“對于有可能發(fā)生的重大建設(shè)性工程以及次生災(zāi)害進行嚴格的地震安全指標評價,按照地震安全評價結(jié)果,明確相關(guān)建筑物的抗震設(shè)防要求,并對其進行分別設(shè)防”。建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)防標準根據(jù)其實際質(zhì)量可分為四個標準,其中:甲類:地震時間或大型建筑工程可能發(fā)生的次生建筑類災(zāi)害;乙類:地震中不能中斷使用功能,且必須要逐步恢復(fù)的建筑類型;丙類:除甲、乙兩類建筑外的其他普通建筑類型;丁類:抗震級別相對較低的建筑。根據(jù)對相關(guān)法規(guī)的分析,在進行建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計時,必須要選擇對建筑有利的場地,避免在不利地段建設(shè)大型民用建筑,以防止地震破壞隱患的出現(xiàn)。對于一些軟基地段,也必須要進行充分的處理,才能夠進行合適的建筑設(shè)計。另外對于地震可能引起的次生災(zāi)害問題,也必須要予以正確的處理,進一步保證選址的正確性。
1.2科學(xué)的設(shè)計當?shù)卣鸢l(fā)生時,不同的建筑結(jié)構(gòu)所受到的地震影響是不同的,為了最大限度降低地震災(zāi)害的影響,建筑設(shè)計人員在抗震設(shè)計環(huán)節(jié)中,要根據(jù)當?shù)氐囟蔚膶嶋H情況來進行建筑結(jié)構(gòu)的選擇。目前,我國常用的鵝建筑結(jié)構(gòu)可以分為“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)”、“砌體結(jié)構(gòu)”、“鋼混結(jié)構(gòu)”和“鋼結(jié)構(gòu)”四種類型。通過對四種結(jié)構(gòu)的比較分析得出,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震能力相對較強,因為其自身具有較好的柔韌性,所以當建筑物因地震災(zāi)害而出現(xiàn)應(yīng)力變形時,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)能夠依靠自身良好的承載力對其進行一定程度的控制,這是其它三種結(jié)構(gòu)所不具備的優(yōu)勢。近年來,高層建筑建設(shè)的增多,大大增大了其在地震災(zāi)害影響下的水平位移和抗側(cè)移剛度,這在無形之中就加大了地震災(zāi)害的影響,為了避免地震災(zāi)害影響程度的增大,在設(shè)計和審核高層建筑抗震設(shè)計時,必須要考慮結(jié)構(gòu)的側(cè)移度。
1.3堅實的質(zhì)量地震作為破壞性超強的自然災(zāi)害,想要最大限度降低其對建筑的破壞,保證建筑設(shè)計堅實的質(zhì)量是最基本的防護措施。相比較而言,我國建筑設(shè)計水平發(fā)展較為緩慢,在地震設(shè)計方面也存在不夠合理的情況,這使得很多建筑結(jié)構(gòu)都出現(xiàn)了地震安全隱患,過大的自身重量也加大了地震危害。為了保證建筑結(jié)構(gòu)抗震水平,必須要在建筑抗震設(shè)計環(huán)節(jié)中科學(xué)的運用抗震理論,根據(jù)相關(guān)設(shè)計原則,利用有效措施來提高建筑結(jié)構(gòu)的可靠性與安全性。
2實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)抗震水平設(shè)計的措施
2.1基礎(chǔ)性防震措施應(yīng)用基礎(chǔ)性防震措施根據(jù)建筑的結(jié)構(gòu)的不同位置有著不同的措施:(1)地基隔震。地基隔震是在建筑地基與土層之間設(shè)置緩沖層,以便在地震發(fā)生時減小建筑與土層之間的震動碰撞,實現(xiàn)對震能的有效吸收和反射作用,減小地震對建筑物的破壞。目前,我國最常使用的地基隔層為瀝青原料隔震層。(2)基礎(chǔ)隔震?;A(chǔ)隔震是整個建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的關(guān)鍵,想要降低地震對建筑物的破壞,就必須要做好基礎(chǔ)隔震措施。在對建筑基礎(chǔ)采取抗震措施時,為了減小地震對上部結(jié)構(gòu)的破壞,需要在建筑物的上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)位置接觸處設(shè)置隔震層,防止地震力由地基處向上部結(jié)構(gòu)傳播,降低地震對建筑上部結(jié)構(gòu)的破壞?;A(chǔ)抗震裝置一般采用混合隔震裝置、基底滑移隔震裝置和夾層橡膠隔震裝置等。(3)間層隔震。間層隔震是為了吸收地震的沖擊余力而設(shè)置的,間層隔震的有效設(shè)置能夠?qū)φ鹆M行再次削減,以達到降低地震對建筑的破壞作用。間層隔震一般都安裝在原始結(jié)構(gòu)層上,其實我國最早使用的的抗震措施,具有施工操作簡單的優(yōu)勢。(4)懸掛隔震。懸掛隔震是通過懸掛的方式,將建筑物全部或部分結(jié)構(gòu)脫離地面,從而在地震出現(xiàn)時,降低地面震動與建筑物之間的震力作用。目前,此種抗震措施多用于大型鋼結(jié)構(gòu)建筑當中,收到了較為不錯的抗震效果。
1引言
建筑抗震設(shè)計的內(nèi)容包括了各方各面的知識,比如說地震基礎(chǔ)知識,場地、地基和基礎(chǔ)知識。設(shè)計者對存在民用建筑中的相關(guān)理論以及方法等要進行重點把握,對如何進行減震進行學(xué)習(xí)。在工作過程中,設(shè)計者應(yīng)該具備較強的責(zé)任心和嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。地震在我國多發(fā),因此必須加強對建筑抗震性設(shè)計的重視程度,提高建筑物的抗震能力,較少地震導(dǎo)致的危害。
2建筑抗震設(shè)計的思想與方法
2.1選擇建筑場地建筑設(shè)計之前,先進行建筑結(jié)構(gòu)選址時,要對將要施工的現(xiàn)場環(huán)境進行全面的勘測,熟悉掌握當?shù)厮牡刭|(zhì)的具體情況,對已有材料進行分析對比,從而選擇出合適的場地。選址要有利于抗震,計算好建筑的高度和負荷,盡量選擇硬度大、地域?qū)拸V平坦的地區(qū)來建造高層大建筑。在選擇地基時,要注意避開斜坡崎嶇地段,以避免滑坡、泥石流等自然災(zāi)害。還要選擇地質(zhì)均勻的建筑場地作為地基,以避免地震時出現(xiàn)地面裂開,沉降不均勻的現(xiàn)象,因而導(dǎo)致建筑物傾斜。
.2建筑結(jié)構(gòu)規(guī)則建筑物的結(jié)構(gòu)規(guī)則很重要,往往一些結(jié)構(gòu)簡單的建筑在地震中毀壞程度最低,因為結(jié)構(gòu)簡單規(guī)則的建筑受力較為均勻,在震中不易發(fā)生傾斜,穩(wěn)固性較好。據(jù)有關(guān)人士表示,在保證建筑的長寬為2比1時,能夠產(chǎn)生最大的抗震效果,此外,對稱結(jié)構(gòu)的抗震性能更好,能夠減少毀壞發(fā)生的幾率。建筑的豎直結(jié)構(gòu)不規(guī)則也很容易導(dǎo)致建筑底層的承受力傾斜,豎向規(guī)則的建筑可以在地震中保持相對平衡。
2.3增強建筑材料的延展性鋼和木材是代表性的建筑材料,具備一定的延展性能。我國傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)建筑有著良好的抗震性,在幾次地震中,我國的文物木質(zhì)建筑雖然因為年代久也有損壞,但相對浮躁的現(xiàn)代建筑受地震的影響就曉得多了。在鋼制的鋼梁結(jié)構(gòu)中,延伸性能比較好,能夠有很大程度的變化幅度,吸收作用力。對于建筑整體來說,增強建筑材料的延展性可以很好的提高建筑的強度,即使在地震中發(fā)生一次稍微偏移,地震中的能量被延展性材料吸收,短時間內(nèi)可恢復(fù)到其原本位置,這樣就可以避免建筑在地震中局部受力過大發(fā)生崩裂。
1建筑設(shè)計與建筑抗震設(shè)計之間的關(guān)系
建筑設(shè)計作為項目建設(shè)的基本參照和框架,需要在施工前就完成。在建筑設(shè)計的過程中,需要對環(huán)境、地理、氣候等因素加以充分考慮,其發(fā)揮的指導(dǎo)作用往往是非常重要的。在工程項目建設(shè)中,最關(guān)鍵的一步就是建筑設(shè)計這項工作。只要能夠保證建筑設(shè)計的科學(xué)合理、安全性過關(guān),那么后面的具體工作就能很好地展開。因此,在建筑設(shè)計中融入抗震理念是重要的一環(huán),可以有效地提高建筑項目的抗震性。建筑設(shè)計是建筑抗震設(shè)計的基礎(chǔ),一定要實現(xiàn)二者的相互協(xié)作,如此才能實現(xiàn)最佳的抗震效果;在剛確定項目建設(shè)設(shè)計方案時,就難以再進行大范圍改動,若是在此基礎(chǔ)上,未能對建筑物的抗震性能加以考慮,只是通過在具體施工中通過構(gòu)件設(shè)置的加固來提高建筑抗震性,這樣并未能將抗震問題很好地解決;若是在建筑設(shè)計過程中,對建筑物的抗震性加以充分考慮,做好材料設(shè)置和構(gòu)件安排等方面的準備,這樣才能確保建筑物的抗震性也會得到保障。
2建筑設(shè)計中要重點關(guān)注的幾個抗震設(shè)計
(1)建筑構(gòu)件和連接點處的抗震設(shè)計。如今人們的生活水平日益提高,隨之也對居住質(zhì)量有了更為嚴格的要求,就施工的整體質(zhì)量而言,與之直接相關(guān)聯(lián)的便是建筑構(gòu)件的合理搭設(shè)和對連接點的科學(xué)設(shè)置。如今新世紀出現(xiàn)了許多新的工藝和材料,這樣施工就迎來了更大的挑戰(zhàn)。例如說建筑物的外部設(shè)計,其中會用到大理石、瓷磚等新材料,室內(nèi)裝飾設(shè)計用到的則有吊頂和人工造影等技術(shù)。就實際施工而言,一定要對材料質(zhì)量和施工技術(shù)有所保證,才能使建筑物的抗震性得到保障,同時要重點監(jiān)督和管理其牢固性,以免在地震發(fā)生時意外墜落而造成人員的傷害。
(2)建筑物頂部的抗震設(shè)計。如今的建筑行業(yè),普遍對頂部過高、過重的問題有所避免。因為頂部產(chǎn)生的壓力會導(dǎo)致建筑墻面也形成相應(yīng)的較大壓力,這會使建筑物的抗震性和牢固性在一定程度上有所減弱。在建筑設(shè)計過程中,務(wù)必要保證建筑物整體有一個合理的重心,與此同時還要花心思用于材料選擇,選取的頂部材料要盡量是重量輕、剛度較均勻的,這樣建筑結(jié)構(gòu)才能將抗震能力充分發(fā)揮出來。
(3)建筑設(shè)計中關(guān)于設(shè)計限制的問題。通常都是在建筑前期確定建筑物的抗震級別,并且這是以建筑物的實際使用情況為依據(jù),所以要在施工過程中嚴格按照國家規(guī)定,要使建筑物的抗震性能有所保障,以免有墻體裂縫或坍塌的現(xiàn)象出現(xiàn)。
【摘要】為保證地震災(zāi)害發(fā)生時,災(zāi)害對建筑的影響被控制在最低,需要做好建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計。鋼結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代建筑的常用結(jié)構(gòu),對鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計展開研究,會對建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計研究產(chǎn)生積極影響。論文介紹了建筑鋼結(jié)構(gòu)的基本情況,闡述了鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的影響因素,并在此基礎(chǔ)上對結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計及其應(yīng)用展開分析。
【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu);抗震設(shè)計;建筑
1引言
地震災(zāi)害會對建筑物的安全性以及穩(wěn)定性產(chǎn)生嚴重影響,如果建筑物的抗震等級沒有達到要求,就會發(fā)生斷裂,甚至是倒塌等問題,對人們的生命財產(chǎn)安全造成直接威脅。為有效提高建筑物在地震災(zāi)害中的抵抗能力,設(shè)計人員加大了對抗震設(shè)計的研究,并著重對鋼結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計內(nèi)容展開了相關(guān)分析與研究。
2建筑鋼結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計重要性
鋼材料具有質(zhì)量輕及彈塑性理想等方面的優(yōu)勢,機械性能較為突出,在建筑行業(yè)中有著廣泛應(yīng)用。隨著鋼結(jié)構(gòu)的大量應(yīng)用,其具備的良好抗震性能也逐漸顯現(xiàn)出來了,得到了設(shè)計方與施工方的青睞。在對鋼結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的過程中,可以按照國家規(guī)范展開結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計,明確抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)置方式和方法,以便最大限度地對結(jié)構(gòu)的安全性進行保障[1]。在相同載荷工況中,采用鋼結(jié)構(gòu)能使構(gòu)件的厚度更薄且截面尺寸更小,其優(yōu)勢在鋼結(jié)構(gòu)施工中能得到充分的體現(xiàn),但鋼結(jié)構(gòu)也存在著穩(wěn)定性較差的不足,容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的問題。為保證對該項問題進行妥善處理,實現(xiàn)理想化的鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用模式,需要通過對單個構(gòu)件進行分析,對整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性展開推演,做好簡化計算,從而科學(xué)展開整體鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)置。設(shè)計人員在進行鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中,需要做好梁柱的設(shè)計,應(yīng)對結(jié)構(gòu)中構(gòu)件的相互影響關(guān)系展開研究,確定是否存在結(jié)構(gòu)失穩(wěn)問題。