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1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念
摘要
1引言 建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)是建筑結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)中的重要組成部分,因此,設(shè)計(jì)人員應(yīng)不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念,對(duì)行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)、各種先進(jìn)的材料設(shè)備以及設(shè)計(jì)方法要有充分
1引言
建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)是建筑結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)中的重要組成部分,因此,設(shè)計(jì)人員應(yīng)不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念,對(duì)行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)、各種先進(jìn)的材料設(shè)備以及設(shè)計(jì)方法要有充分的了解,同時(shí)要積極借鑒國內(nèi)外抗震設(shè)計(jì)的成功案例以及經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),準(zhǔn)確把握抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn),并結(jié)合建筑工程具體的抗震等級(jí)要求對(duì)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案加以優(yōu)化,提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能,確保建筑結(jié)
2、構(gòu)的穩(wěn)定性以及相關(guān)人員的生命財(cái)產(chǎn)安全,提升建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的質(zhì)量和水平。
2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要意義
抗震設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中具有十分重要的意義,低烈度地震中該設(shè)計(jì)可以使建筑工程整體結(jié)構(gòu)保持基本完好,正常發(fā)揮其使用功能;在發(fā)生烈度較高的地震時(shí),它能夠保證建筑不發(fā)生整體倒塌及嚴(yán)重的損壞,從而盡可能地保障人民群眾的人身及財(cái)產(chǎn)安全。在建筑結(jié)構(gòu)的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)充分了解建筑工程所在地區(qū)的地震烈度等級(jí),并根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)要求來確定相應(yīng)的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案(建筑結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)要求可參見表1),提高抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效性和合理性[1]。
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3、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念
建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)對(duì)于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性、承載能力、穩(wěn)定性以及剛度參數(shù)的設(shè)置等方面的要求都很高,因此,設(shè)計(jì)人員應(yīng)首先樹立先進(jìn)的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念,在抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)提高建筑結(jié)構(gòu)的整體性設(shè)計(jì),建筑結(jié)構(gòu)的受力傳播路徑要清晰合理,同時(shí)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能設(shè)計(jì)要與其設(shè)計(jì)剛度相協(xié)調(diào)。此外,在建筑結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類型選擇方面應(yīng)盡量采用均勻規(guī)則布局的理念,以提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。
3.1樹立整體設(shè)計(jì)理念
設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)充分考慮建筑結(jié)構(gòu)的整體性,在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中盡量采用完整性比較高的結(jié)構(gòu)構(gòu)件,這樣能夠使結(jié)構(gòu)具有更好的傳遞慣性并起到
4、力的收集作用,從而實(shí)現(xiàn)水平分區(qū)的目的,充分發(fā)揮倒立垂直結(jié)構(gòu)應(yīng)有的功能[2]。要注意的是在進(jìn)行整體性的抗震設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)首先提高建筑結(jié)構(gòu)各個(gè)子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的抗震能力,最終實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震性能。
3.2樹立結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要清晰的理念
設(shè)計(jì)人員在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)樹立建筑結(jié)構(gòu)的受力傳遞路徑要清晰合理的基本理念,這樣才能對(duì)地震發(fā)生時(shí)的建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)力、位移情況等進(jìn)行準(zhǔn)確的建模分析,從而計(jì)算分析出建筑結(jié)構(gòu)中的薄弱環(huán)節(jié),并以此為依據(jù)對(duì)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化,提高抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效性。
3.3樹立建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能設(shè)計(jì)要與其設(shè)計(jì)剛度相協(xié)調(diào)的理念
在建筑結(jié)構(gòu)
5、的抗震設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)樹立抗震性能的設(shè)計(jì)應(yīng)與設(shè)計(jì)剛度等相關(guān)參數(shù)相互協(xié)調(diào)的理念,在抗震設(shè)計(jì)中充分考慮地震條件下建筑結(jié)構(gòu)在抗震性能以及剛度這兩方面的要求,對(duì)建筑結(jié)構(gòu)在振動(dòng)時(shí)的平衡性以及變形量進(jìn)行有效的控制,以減少建筑結(jié)構(gòu)受地震作用的影響,從而保證建筑結(jié)構(gòu)安全穩(wěn)定。
3.4樹立采用均勻規(guī)則結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念
在建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)采用均勻規(guī)則結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方式,提高建筑結(jié)構(gòu)布局的合理性,從而使建筑結(jié)構(gòu)各部分的抗側(cè)剛度相同,以提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和抗震性能。
4運(yùn)用先進(jìn)設(shè)計(jì)理念進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的基本要點(diǎn)
4.1建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要合理選
6、擇建筑基址
建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)首先要合理選擇建筑工程的基址。在選址時(shí)應(yīng)盡量選擇地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定且地勢(shì)平坦開闊的區(qū)域。同時(shí),應(yīng)根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)載荷要求對(duì)該區(qū)域的土壤密度以及硬度等指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè),以確保其基礎(chǔ)的穩(wěn)定性以及承載能力能夠達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在選擇建筑基址時(shí)應(yīng)盡量避免在地震斷裂帶、河岸邊緣地帶以及采空區(qū)等位置進(jìn)行工程建設(shè),如果受客觀條件限制必須在軟弱基址上開展工程建設(shè)時(shí),設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)基址的地質(zhì)特點(diǎn),采取相應(yīng)的加固處理方法來改善地基的承載性能。
4.2建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要合理選擇結(jié)構(gòu)材料
在建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)合理選擇建筑材料。在
7、地震發(fā)生時(shí),建筑結(jié)構(gòu)的自重會(huì)加大其傾覆力矩,會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性造成嚴(yán)重的影響,因此,在保證建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量安全的基礎(chǔ)上,盡量選擇強(qiáng)度以及延伸性比較好,且質(zhì)量相對(duì)較輕的建筑材料,以降低建筑結(jié)構(gòu)的自重[3]。此外,還要充分考慮建筑材料的均質(zhì)性因素,且連接構(gòu)件的連續(xù)性較好,這樣才能有效提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。
4.3建筑結(jié)構(gòu)形式的選擇要科學(xué)合理
在目前的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是比較常用的結(jié)構(gòu)類型,其具有較好的整體性、延伸性和經(jīng)濟(jì)性,然而一旦遭遇持續(xù)性地震作用的影響時(shí),鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)在地震荷載的持續(xù)作用下出現(xiàn)剛度下降的情況,并造成開裂等問題的出現(xiàn),嚴(yán)重影
8、響建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力,雖然新型鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的施工簡(jiǎn)單易行,然而其在形變以及強(qiáng)度等方面還存在一定的缺陷。此外,鋼結(jié)構(gòu)雖然具有較好的抗震能力,但是其成本造價(jià)相對(duì)較高。因此,設(shè)計(jì)人員應(yīng)綜合分析建筑工程施工現(xiàn)場(chǎng)的具體地質(zhì)特點(diǎn)、地震烈度等級(jí)以及工程投資成本等多種因素,合理選擇建筑工程的結(jié)構(gòu)類型,以保證建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能,并提高抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性。
4.4建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要綜合運(yùn)用多種抗震技術(shù)手段
在抗震結(jié)構(gòu)合計(jì)中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)合理采用多種抗震手段,通過多重抗震防線的設(shè)計(jì)來提高建筑的抗震性能。例如,可以采用懸掛隔震結(jié)構(gòu)來進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),這樣通過對(duì)建筑結(jié)構(gòu)中大部分構(gòu)件
9、的懸掛處理來降低地震波所產(chǎn)生的能量傳遞作用,從而使建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性得到提高,為建筑工程的用戶增加逃生的時(shí)間和機(jī)會(huì)[4]。
4.5建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)手段
在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)人員應(yīng)積極利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及相關(guān)的數(shù)據(jù)處理軟件,對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)方案建模分析,才能更加準(zhǔn)確地模擬分析建筑結(jié)構(gòu)在荷載作用影響下的變形以及實(shí)際受力情況,從而對(duì)抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn),提高抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的水平和質(zhì)量。
5結(jié)語
在現(xiàn)代建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是重要的環(huán)節(jié)之一。設(shè)計(jì)人員必須充分了解最新的抗震設(shè)計(jì)理念,并
10、在此基礎(chǔ)上積極運(yùn)用先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法,合理選擇建筑結(jié)構(gòu)材料以及結(jié)構(gòu)形式,提高建筑結(jié)構(gòu)布局的合理性,同時(shí)要綜合應(yīng)用多種抗震技術(shù)手段,通過多道抗震防線的方式來增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能,從而全面提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性和安全性,為人們?nèi)罕姷纳?cái)產(chǎn)安全提供更加可靠的保證,促進(jìn)我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)行業(yè)整體水平的提高。
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《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念》來源:《工程建設(shè)與設(shè)計(jì)》,作者:吳偉