关于有效提高建筑结构抗震性能措施的分析
2011-12-20刘隽
刘隽
【摘要】近几年,随着我国经济的快速发展,人们对建筑的需求也越来越多,如果建筑结构抗震性能不佳,一旦发生强烈的地震,将必然会导致人员伤亡和一定的财产损失。所以,提高建筑结构抗震性能必须受到高度的重视。本文作者首先从场地的选择入手,建筑结构选择在有利的抗震场地,有些避免不了的地方则需要采取有效的措施进行处理,使之场地更加坚固,更加具有抗震性能;再次,从提高建筑物结构规则性、增强建筑物的稳定性、保证建筑物的刚度以及到建筑物的施工管理等层面来说明如何提高建筑物的抗震性能。
【关键词】建筑物结构;抗震性能;选择场地;概念设计
1前言
我国处在多地震带,是多地震国家,地震给人们带来人员伤亡和财产损失。例如:2008年四川汶川地震,造成我国重大人员伤亡和财产损失。地震中,导致重大人员伤亡的主要原因是建筑物的倒塌,倒塌现象较严重的是学校,有的甚至一地震房屋就倒塌了,使大量学生在地震中死亡,建筑物的质量没能得到保证,这是造成大量学生死亡的主要原因。由此看来,提高建筑物结构的抗震性能是非常有必要的,建筑物的抗震性能好,可以在地震发生的时候延缓时间,可以减少人员伤亡和财产损失。所以,提高建筑物的抗震性能的意义非常重大。
地震造成建筑物受损的主要原因有:首先,强烈的地震可能导致建筑物地基塌陷,使地基失效,导致建筑物抗震性能下降;其次,强烈的地震引起地面变形,使建筑物的重心偏移;再次;地震强烈的震动,变形大,使连接处断裂,造成建筑物抗震性能较差。所以,建筑物的设计人员必须对建筑物的抗震性能进行深入的研究,采取各种措施提高建筑物的抗震性能,减少地震给建筑物造成的危害。
2建筑场地的抗震性选择
如果施工条件相同,而施工场地的地质条件不同,这样便导致地震对建筑物的损坏程度也是不一样的,加强建筑物结构的抗震性能就必须选择好的建筑场地,避开对抗震性不利的场地,减轻地震灾害带来的损失。有些也可以根据地点特点采取抗震措施。
2.1场地类别的确定
建筑的场地类别问题一直是建筑界所关注的焦点。一般建筑场地类别的划分可以分为两种,包括土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度。
2.2建筑场地选择的原则
2.2.1首先我们要选择对建筑抗震性能有利的地方,例如:宽阔、平坦、坚实的场地。风化的基岩、坚实的砂土层以及不含水的粘土层都是良好的建筑场地,避开软弱土、山丘、和陡坡这些不均匀的地段。
2.2.2如果根据设计要求无法避开山丘、陡坡这些不利的地段时,则需要根据抗震设防类别采取适当的措施,加强建筑物整体结构的刚度,消除由于地基液化使地基沦陷的现象。
2.2.3有些地段地基内有软土层或者不均匀土层时,还要考虑地震造成的地基下降,采取有效措施对桩基、地基进行有效的加固,以及加强地基基础和地基上部结构的处理,对于有些易发生地震的地段还可能引起地陷或者是坍塌,要及时采取稳定地基的措施。
3建筑物抗震性概念设计的提高
3.1提高建筑结构的规则性
我国是一个多发生地震的国家,实践证明既规则又对称的建筑物地震时抗震性能较好,而且不容易被损坏,建筑结构越规则越容易准确计算地震的反应,从而确定出传递途径,及时发现问题采取有效的抗震措施。
3.1.1建筑形状要规则
如果地面是平立面,则应少出现有凸角的结构,若根据建筑物的设计要求无法避免凸角,则突出部分长度不可以超出总长度的百分之三十,更不能超出建筑的总宽度。
3.1.2建筑物结构要均匀对称
建筑物结构对称是抗震性能一个重要原则,如果结构是不对称的结构则在地震中会产生较强的扭转。若周边的构件强度和刚度不对称,在设计上从总体上减小刚度偏心,还应对构件内力的变形位移进行估测。
3.2增强刚度和整体性能
建筑物必须具有足够的刚度和稳定性才能维持建筑物自身的抗震性能。结构体系由纵、横承重构件和楼盖组成。在建筑施工时,要尽量增大构件的刚度,这样可以延长地震时构件的屈服力。同时,对构件的延性要求有所降低。设计人员还要考虑抗侧力构件的结构质量和布置。刚性楼盖抗侧力按各自側移刚度在地震中合理分配地震作用。一般来说,较为理想的抗震构件选择用现浇钢筋混凝土楼板和屋盖。现浇钢筋混凝土楼板整体性能好、水平刚度大,对墙体对齐的要求不高,这样可以有效控制层问变形。强度大的楼板和屋盖的水平刚度可以传递荷载。采用现浇楼板和屋盖直接增强建筑物的整体稳定性和空间刚度,这样更有利于提高建筑物抗争性能。
3.3确保建筑物的结构延性
强烈的地震给人们的生命财产带来一定的危害,所以,建筑物在设计时要确保建筑物抗震能力大,这就要求设计人员充分考虑建筑物部分结构构件的损坏来增大延性耗散地震能量,使得建筑物整体承受的地震能量得到减少。结构延性可以抵抗地震引起的非弹性形变。为了避免地震中建筑物受到损坏使结构表现出必要的延性,使塑性变形集中在有延性能力的构件上。提高结构延性能力的方法:
3.3.1选择一个塑性变形结构,也就是“强柱弱梁”,人为的使抗弯能力强于梁的,这样,一旦发生地震,塑性铰最早出现在混凝土框架的梁端,柱端的塑性铰出现的相对比较晚,由于地震使二者达到最大非线性位移时,梁端塑性转动大,而柱端转动较小或者根本不会出现塑性铰。这样框架就获得了较大的塑性耗时能力。
3.3.2采用相应的抗震构造措施,确保能够出现塑性铰的部位尽量有足够的塑性转动能力和塑性耗能能力。建筑物中增加箍筋可以提高构建在发生断裂时达到所需的延性。
3.3.3为了避免建筑物结构延性在地震中还没有完全被发挥出来就发生了断裂和剪切的破坏,所以,我们需要人为的改变条件,增大建筑物构建的抗断裂和剪切能力,即强剪弱弯,要增大梁端和柱端的和构件节点处的剪力值,从而避免构件发生剪切、断裂的破坏。
4施工管理的改进
我们所设计的方案都要由施工方进行施工,施工质量得到保证才能满足设计的要求,施工中要时刻提高各个部门的负责人和施工人员对抗震性能重要性的认识。工程偷工减料,将会造成很严重的后果。所以,我们要对建筑物的抗震性能充分了解,依法执行建筑抗震性设计的规范。施工抗震性能工作做的好坏直接影响到整个施工过程抗震的效果。施工单位要定期对施工人员宣传抗震知识,提高他们对抗震性能的认识,确保施工的质量。施工人员要严格按照施工图纸和相关的抗震构造图进行施工,保证施工质量,提高建筑物的抗震性能。
5结束语
近几年,随着我国经济的快速发展,人们对建筑的需求也越来越多,如果建筑结构抗震性能不佳,一旦发生强烈的地震,将会导致人员伤亡和一定的财产损失,所以,提高建筑结构抗震性能必须受到高度的重视。从总体来说,都是为了避免地震带给人们的伤亡和损失,建筑物的设计人员要对建筑物的场地选在和建筑物的构建进行科学合理的安排,并且设计符合各个地段要求的工程,施工时严格按照施工要求进行施工。采取合理的措施控制地震作用下建筑物结构的薄弱环节,提高建筑物结构的抗震性能是非常有必要的,建筑物的抗震性能好,可以在地震发生的时候延缓时间,可以减少人员伤亡和财产损失。所以,提高建筑物的抗震性能的意义非常重大。
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