探析建筑设计中提高建筑物抗震能力的策略
2015-10-21钱蕾芳
钱蕾芳
【摘要】最近几年来,我国处于地震多发时期。因此,为了有aa效保障居民的生命财产安全,显著降低地震所带来的建筑危害,就要加强对民用建筑结构的抗震能力研究。只有通过建筑结构设计师们的不断研究,才能完善建筑结构设计中的抗震策略,从而更加科学、更加合理的防治地震灾害。
【关键词】建筑设计;重要性;抗震策略
一.建筑设计的重要性和必要性
1.重视概念设计,还体现在整体规划设计阶段。初步设计过程是不能借助计算机来实现的,这就需要组织结构工程师综合运用组织结构概念,选择最为可靠、经济的组织结构整体规划。所以,需要工程师不断地丰富自己的设计理念,深入了解各类组织结构的性能,并能有意识地、灵活地运用它们。运用概念性近似估算方法,可以在设计整体规划阶段迅速、有效果的对组织结构体系进行构思、比较与选择所得整体规划往往概念清晰定性准确,避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算,具有较好的经济可靠性能同时,这也是判断计算机内力。分析输出数据可靠与否的主要依据。美国一些著名学者和专家曾说过:误用计算机造成组织结“破坏而引起灾难只是一个时间的问题。”计算软件的选择和使用不当,也会造成组织结构设计的不合理,甚至影响到建筑物本身的安全性。应用概念设计的思想,可以避免此类情况的发生。
2.新抗震规范以可靠度理论为基础,吸收了延性设计的思想但对于一些具体问题,例如:中震可修的设防目标等,规定相当模糊,所以,我们不能盲目地照搬照抄规范,应该把规范作为一种指南和参考,并在实际工程应用中做出正确的选择,这就要求我们对整体组织结构体系与各基本分体系之间的力学关系有透彻的认识,把概念设计应用到实际工作中去。一直以来,设计师认为组织结构设计很简单,只需遵循规范和手册,等建筑师完成建筑设计后,使用计算机就可以完成组织结构设计,但这不能充分地运用组织结构设计者的知识和技能,而且还会与建筑设计整体规划产生分歧和矛盾,所以我们应考虑在组织结构设计中如何运用概念设计。
3.建筑组织结构的抗震设计,存在着许多模糊而且不确定的因素。例如大地震动作用是一种随机性很强而且循环往复的荷载建筑物的大地震动破坏机理又十分复杂,要准确计算或预测建筑物所遭遇的大地震动特性和参数,还难以做到。风荷载的脉动性与涡流作用情况也是如此。因为建筑物受到的大地震动作用难以确定,所以适用、安全、经济的组织结构体系必须注重概念设计。
二.提高建筑物抗震能力的策略
1对整体构造进行有效的优化
设计人员在对建筑物进行设计的过程中,首先要考虑结构体系对于地震作用力的抵制效果,并且还要重视对不同的结构体系所财务的抗震措施以及不同体系对经济和安全带来的影响。设计人员要结合工程的实际情况,做好整个结构体系的优化工作。在对结构体系进行设计的过程中,要保留一定的余度,以此来保证某部分结构在遭到破坏之后,其余的架构可以对作用力进行均衡,这样就可以保证部分构件的破坏不会影响到整体的抗震性能。在对建筑进行设计的过程中,设计人员需要把震害的传递路径清晰的标注于结构图当中,以此来保证他们在设计的过程中能够全面的顾及抗震设计的要求,使各个部件都能保证应力传递过程的连续性。
2对抗震位置进行合理的选择
设计人员在进行抗震的时候要选择比较有优势的抗震场所,而且不可以在震害影响较大的地区进行工程建设,借助地理条件来尽可能的减轻地震的危害。在工程中不能将地质不均匀地区和软弱地质区域设置为抗震场地。如果不可避免的在这种区域中进行抗震设计,首先要对地基进行处理设计,以此来保证地基结构达到规定的强度,在达到规定的基础上才可以展开进一步的抗震设计。
3对结构荷载进行恰当的处理
为了保证建筑物有效的抵抗地震灾害,设计人员在结构设计的过程中要遵循强弱协调的设计原则,对剪、节点、柱等的位置强度进行合理的提升,并对梁、弯、拉力中心等部位的强度进行削弱。为了避免节点过早的被破坏,设计人员需要使柱端的承载力大于梁端的承載力。与此同时,设计人员要根据具体的规范要求对各个构建的荷载进行合理范围内的调整。
4合理选址、布局
因为应用方式不同、功能不同,民用建筑的布置结构存在多变性和复杂性,所以,场地选址在一定程度上受工程、水文等地质条件的影响。地质条件不同,建筑物在地震中受到的破坏程度就不同。民用建筑多建在城市中,平面结构布置复杂,可能会导致结构重心、刚度中心、几何中心不重合,在地震荷载作用下出现扭转效应,继而危害建筑的整体结构,加剧地震对建筑物的破坏。为了减少安全隐患,在设计阶段,应充分了解地质勘查资料。力学分析结果显示,某些建筑部位可能会因为应力集中而造成局部破坏。大量震害资料显示,容易发生震害的建筑形式较为复杂,包括建筑平面布置不对称,建筑过多外凸、内凹等。因此,在建筑设计时,应保证民用建筑平面简单、规则、对称,需要进行凸出设计时,应注意凸出尺寸,建筑物的质量越大,结构越容易被破坏。地震对建筑物造成的破坏与建筑物的质量成正比,高层建筑物的重心较高,在地震的作用下,其倾覆力矩也随之增加,为了减少其倾覆力,应选择质地轻的材料减轻楼体自重。总体概括起来,民用建筑的布局应遵循以下几点:设计建筑布局时,要保证建筑布局的合理性,建筑平面和立面要规则、简洁且具有对称性;保证刚度中心与质量中心重合;避免应用大悬挑结构;不将质量较大的跨间布置在结构边缘,如果设施质量较大,应将其放在刚度中心附近;为了避免发生意外事故,在设计围护结构时,尽量要选择质地轻的材料。
5明确规定建筑结构抗震等级
钢筋混凝土建筑的抗震等级应符合相关建筑计算和构造的设计要求,抗震等级的设定应根据地震烈度、结构类型和建筑高度来确定。任何黏土砖和天然石砌体的建筑是不存在抗震抵御能力的,地震袭来后,这种堆积墙体极容易坍塌,就算不会坍塌,毁损程度也十分严重。为了防止发生严重的灾害,应合理使用圈梁和构造柱。
6充分发挥纵横墙拉结作用
众所周知圈梁可对墙体产生拉结作用,所以有必要合理应用纵横墙,使其充分发挥拉结作用。在实际设计时,建筑师可将横墙设计成凹凸型,使其深入纵墙内部,此外强有效的拉结形式可以减轻地震灾害,降低人员伤亡率。同时还应重视拉结钢筋的设置工作,至少选用2根钢筋,并保证钢筋深入砖缝的长度>400mm。防震缝是结构整体柔韧性的关键,如果民用建筑物符合以下情况,可以设置防震缝:结构的荷载或刚度在某些部位相差过大,且无抢救措施;平面各项尺寸超过规定限值,且无加强设施;建筑物错层较大。
结 语
随着建筑的迅速发展,建筑高度不断增加,建筑的结构设计已经成为结构工程师设计工作的重点和难点建筑物的抗震设计是衡量建筑结构设计是否符合要求的重要指标。。建筑结构的抗震设计是一个完整、系统的概念,从场址的选择到建筑物的结构设计,抗震设计贯穿了整个过程。因此需要准确、合理的运用不同的抗震设计方,根据建筑情况的不同区别对待,才可以得到最合理的抗震设计。
参考文献:
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