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建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的注意要點
第一點,地下部分:在滿足規(guī)范的前提下,建筑物上部的荷載應(yīng)均勻分布與地下部分,這樣可使其受力構(gòu)件布置連續(xù)、規(guī)則、受力均勻;將平面布置復(fù)雜的平面以防震縫的形式劃分為若干規(guī)則的平面;如果上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件與地下結(jié)構(gòu)構(gòu)件對齊布置,可利用防震縫將與上部塔樓連接的地下部分與其它地下部分脫開;如果上下構(gòu)件不是同一種結(jié)構(gòu)形式則會形成轉(zhuǎn)化構(gòu)件,并應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范的要求;同時還應(yīng)注重轉(zhuǎn)換層層高的控制,避免形成薄弱層。
第二點,延性設(shè)計:抗震設(shè)計的基本原則是“小震不壞、中震可修、大震不倒”,結(jié)構(gòu)體系應(yīng)設(shè)計成為強(qiáng)震下呈非線性反應(yīng)并進(jìn)入屈服狀態(tài),利用結(jié)構(gòu)的延性性能耗散地震的能量,從而使建筑物不至于倒塌,同時也使得工程造價更加合理;其中,墻、柱的軸壓比是影響結(jié)構(gòu)延性的重要因素,因此在抗震設(shè)計中因嚴(yán)格控制軸壓比,使其不超過規(guī)范允許的范圍。
第三,在結(jié)構(gòu)體系選擇的時候,一定要對地震作用經(jīng)行全面的進(jìn)行分析,防止地震來襲時對建筑物的破壞。
建筑結(jié)構(gòu)抗震的優(yōu)化設(shè)計措施
設(shè)計建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)建筑工程的整體質(zhì)量,以及設(shè)計方案是否經(jīng)濟(jì)實用,與建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)有著直接聯(lián)系。在實際建筑過程中,相同結(jié)構(gòu)的單元需要在地質(zhì)情況相似的地面上設(shè)置,當(dāng)?shù)鼗恢贸霈F(xiàn)液化土、新填土、橡皮土等變化,要及時采取相應(yīng)有效措施不斷加強(qiáng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的承重能力。其中底框結(jié)構(gòu)是使用范圍相對廣泛的一種,不僅具有很強(qiáng)的實用性,而且對比其他結(jié)構(gòu)也更經(jīng)濟(jì)實惠。但值得注意的是,此結(jié)構(gòu)剛度分布伴有一定的不均性,所以在很大程度上會導(dǎo)致建筑物整體變形,嚴(yán)重時可以造成建筑物局部開裂。因此底框結(jié)構(gòu)在一些高設(shè)防烈度地區(qū)很難被有效使用,要想進(jìn)一步提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計價值,務(wù)必將建筑結(jié)構(gòu)的上下設(shè)計均勻一致,優(yōu)化抗震效果。
抗震加固設(shè)計
首先是抗震層。建筑結(jié)構(gòu)的抗震層,通常情況下的位于建筑頂部,是常見的基礎(chǔ)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計,能夠?qū)⒌卣鹉芰坑行Ц綦x,以保障建筑的穩(wěn)定安全使用。相關(guān)設(shè)計單位,可以在抗震層頂端與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)層之間,留出大于0.8米的空間,更好滿足建筑結(jié)構(gòu)的抗震需求。除此之外,還要對抗震層頂部樓板,從功能角度進(jìn)行深度分析和利用,像是地下室和半地下室都是很好的建筑資源利用。如果水平受力過大,可以采用安裝減震器的手段,將地震的沖擊能力通過彎矩和抗震層剪力分散到墻體的不同部位,達(dá)到抗震效果。其次是防震縫。
為了更好的預(yù)防地震對建筑物造成的影響,工程設(shè)計會在恰當(dāng)?shù)奈恢冒惭b防震功效的縫隙,將建筑分為不同形狀的部分結(jié)構(gòu)。
也就是說防震縫的存在,是為了減少建筑上向相鄰組成部分,因地震導(dǎo)致的相互擠壓,從而造成建筑整體變形。
合理有效的防震縫設(shè)計,能夠?qū)⒔ㄖ指畛梢?guī)則的部分結(jié)構(gòu),最大限度上確保建筑不會扭轉(zhuǎn),進(jìn)而提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。
建筑設(shè)計人員要結(jié)合實際施工情況,設(shè)計科學(xué)寬度的防震縫,過大會影響建筑的美觀,以及整體建筑結(jié)構(gòu)的立面設(shè)計,過小會失去防震效果。
最后是抗震支座。根據(jù)地震對建筑各部分造成的不同程度影響,在沖擊能量最大的位置,或者伸縮梁較大的地方安裝抗震支架。
一方面承受度建筑本身的載重負(fù)荷,且具有良好的豎向抗壓力和剛度,不容易變形。但為了延長建筑混凝土結(jié)構(gòu)的自振周期,在水平方向上剛度相對較小,同時減少建筑結(jié)構(gòu)上方的加速度反應(yīng)。另一方面,為了阻止建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生位移,必須施加合適的阻尼器,盡可能延長抗震支架的使用壽命。
對此需要設(shè)計人員充分掌握抗震支架的各種性能,并掌握各種維修養(yǎng)護(hù)方法,有效加強(qiáng)抗震支架的耐久性。
重視隔震措施
隔震和消震措施,是建筑結(jié)構(gòu)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要內(nèi)容,主要通過延性結(jié)構(gòu)調(diào)控建筑結(jié)構(gòu)中的整體剛度。
發(fā)生地震后,建筑混凝土結(jié)構(gòu)會第一時間進(jìn)入塑延性狀態(tài),有效消減大部分地震能量。除此之外,為了進(jìn)一步加強(qiáng)建筑混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性,首要就要確?;炷翗?gòu)件彎曲破壞在剪切破壞之后,構(gòu)件自身破壞在鋼筋混凝土粘性破壞之后。這一部分抗震內(nèi)容,也就是“強(qiáng)剪弱彎”和“強(qiáng)連接”抗震理念的落實。同時還可以在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中,布置箍筋加密區(qū),按規(guī)定設(shè)置構(gòu)造柱和圈梁,最大限度上增加建筑結(jié)構(gòu)的承重力和延展性,預(yù)防混凝土結(jié)構(gòu)變形。
建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的注意項
隨著中國國民經(jīng)濟(jì)的不斷繁榮發(fā)展,建筑行業(yè)的進(jìn)步尤為突出,建筑形式日新月異。特別是多、高層建筑,除了高度的增高以外,平面布置、豎向體型越來越復(fù)雜,結(jié)構(gòu)體系也日趨多樣化,這就為建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計提出了更高的要求??拐鹪O(shè)計的目的是使建筑物在使用壽命期間內(nèi)對不同頻度和強(qiáng)度的地震具有相應(yīng)的抵抗能力。
為了提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能,就需要注意以下幾點:
(1)建筑場地的合理選擇,當(dāng)場地的特征周期與建筑物的自震周期接近時震害嚴(yán)重,因此設(shè)計時應(yīng)使兩者的周期避開;
(2)合理控制建筑物的高寬比、長寬比,這是結(jié)構(gòu)的剛度、整體穩(wěn)定、承載能力和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的宏觀控制;
(3)建筑平面布置力求簡單、均勻、對稱和規(guī)則,盡量避免錯層。