混凝土結構建筑抗震結構設計淺談
2017-03-09 22:27:49閆銳
環(huán)球市場 2017年32期
閆 銳
國糧武漢科學研究設計院有限公司
混凝土結構建筑抗震結構設計淺談
閆 銳
國糧武漢科學研究設計院有限公司
混凝土結構因其本身具有整體性能好、可塑性高以及耐火性好等特點，成為了我國當代建筑行業(yè)基礎建設當中應用最為廣泛，使用頻率最高的建筑結構材料，所以，它的安全性能和結構設計的好壞，對于整個建筑結構的抗震性能起到了直接性的影響。因此，相關建筑設計工作者一定要充分地認識到混凝土結構建筑抗震結構設計的重要性，并且積極采取科學有效地設計理念和方法，來合理的設計與提升混凝土結構建筑的抗震性能，從而科學地提升建筑設計的安全性和穩(wěn)定性。
混凝土結構；抗震設計；要點分析
我國現(xiàn)階段在建筑行業(yè)方面得到了突飛猛進的發(fā)展，建筑類型由原來的多層、低層逐步向高層進化，高層混凝土住宅建筑工程已占據(jù)城市的多半部分。高層混凝土住宅建筑抗震結構設計是一項無可取代的過程，也成為了其最不容易攻破的難題。高層混凝土住宅建筑中的居民數(shù)量比較多，如果高層混凝土建筑沒有達到應有的抗震性能，在地震發(fā)生過程中就會發(fā)生坍塌，導致居民傷亡，影響居民的正常生產生活，也會嚴重影響到社會發(fā)展，這就會使建筑行業(yè)的發(fā)展緩慢甚至停滯。所以為了使高層居民的生命和財產得到保障，必須要高度重視高層建筑的抗震性。
1 結構抗震概念設計的重要性
建筑結構設計中，抗震設計的主要內容是設計人員通過以往地震中建筑倒塌的數(shù)量、情況等進行總結，并在此基礎上結合當下的設計理念、建筑地的實際情況來進行趨于完善的抗震結構設計，使建筑能夠抵抗一定烈度下的地震作用?？拐鹪O計的目標是為了保證人們的財產、生命安全等，為其提供更加穩(wěn)定安全的生活環(huán)境。因此，設計人員應當充分考慮地震作用，以便站在全局的角度完成抗震參數(shù)的選定，使建筑結構的外形、結構布置、構件參數(shù)等更有利于抗震設計，以完成抗震目標。另外，在方案設計階段，為了給建筑方案提供正確的概念和思路，需要結構工程師綜合運用其掌握的結構概念，選擇安全與經濟均能滿足建設要求的結構方案。
2 建筑結構設計中抗震設計分析
2.1 建筑結構參數(shù)計算
建筑結構參數(shù)的設計對建筑的抗震能力有著非常重要的影響，精確的結構參數(shù)能夠加強建筑各個部件的剛度和強度，使其在地震中能夠更好地抵御外力。因此，設計人員應當在對建筑抗震能力進行設計的過程中，對結構所要承受的作用力進行仔細分析，并清晰計算出來，同時對不同結構類型建筑的結構參數(shù)進行設計，并在此基礎上模擬地震發(fā)生時建筑的抗震效果，同時通過計算機技術對其進行適當修改，保證建筑結構受力參數(shù)能夠在允許的范圍內，繼而提高建筑結構的抗震能力。
2.2 多重抗震防線的設置
在目前的建筑中，面對地震災害頻發(fā)的情況，多重抗震功能是十分重要的。多重抗震防線的設置，通常是指在建筑結構設計的過程中，設計人員根據(jù)實際情況來對建筑進行多重抗震設計，特別是在建筑的組成構件上。在進行抗震設計時，設計人員應當選擇延展性、剛度較好的構件作為抗震的“第一道防線”，同時設置第二道以及第三道防線，加強抗震性能，形成良好的抗震防線體系。在上述情況下，當?shù)谝坏婪谰€被地震破壞后，還會有第二道、第三道防線發(fā)揮實際作用，為人們的生命安全、財產安全提供保證。此外，多重抗震防線的設置對設計人員的綜合能力要求非常高，因此，設計人員需要提高自身對抗震設計的重視程度，并在此基礎上嚴格要求自己，學習更多專業(yè)領域的知識，以便在抗震設計中發(fā)揮更多效用。
2.3 重視消能減震與隔震措施
在進行高層混凝土建筑抗震結構設計時，應該重視消能減震與隔震措施。目前，我國以及世界各國都采用了延性結構體系，主要是因為延性結構通過對建筑物的剛度進行調控，當?shù)卣馂暮Πl(fā)生之后，建筑結構構件進入延性的塑性狀態(tài)，以此起到降低地震作用力，削減地震對高層建筑造成的損壞。延性結構雖然能夠吸收地震能量，但是隨著建筑高度的增加，其消耗地震能力的作用越來越小，不能很好的起到耗能減震的作用，傳統(tǒng)的延性結構體系已經不能夠很好的滿足現(xiàn)代高層混凝土建筑的抗震要求。
2.4 抗震支座設計
抗震支座的功能是對地震能量的一個緩沖和滑動釋放，與上述抗震層和防震縫相比，抗震支座的使用位置多在于混凝土結構建筑體容易受到地震影響比較大的部分，位置和數(shù)量根據(jù)實際的需求為準來設計。需要注意的一點是，抗震支座的設計與選擇應當采取以下幾個方面的標準為參考：第一，地震波測試。相關建筑設計工作者可以通過模擬地震波的方式，來測試抗震支座的性能，從而設計出合適的使用位置和使用數(shù)量，來滿足實際的抗震性能需求。第二，混凝土結構的建筑體本身有一定的設計使用年限，因此，相關建筑設計工作人員在進行抗震支座的選擇與設計時，同樣也需要考慮到抗震支座的使用年限，一般情況下，根據(jù)相關的法律法規(guī)和設計標準，建筑體防震支座的使用壽命應當長于混凝土建筑體本身的使用壽命年限。
2.5 采用適當?shù)目拐饦嬙齑胧?/h3>
混凝土構件應避免剪切破壞先于彎曲破壞、混凝土壓潰先于鋼筋屈服、鋼筋與混凝土粘結破壞先于構件自身破壞。也就是“強剪弱彎”、“避免超筋”、“強連接”的抗震概念。而抗震措施也是至關重要，為保證抗震概念的實施和計算模型的實現(xiàn)，抗震構造措施也是層出不窮，具體的做法有：設置箍筋加密區(qū)、控制最大配筋率、確保鋼筋最小錨固長度。砌體構件應按規(guī)范設置好構造柱和圈梁，以保證砌體結構的承載力和延性。鋼構件應避免失穩(wěn)破壞，以確保鋼結構的承載力和變形能力。
總之，混凝土結構作為我國當代建筑行業(yè)基礎建設當中應用最為廣泛，使用頻率最高的建筑結構材料，它的結構抗震性能設計的質量對于整個建筑結構的安全性能和穩(wěn)定性能都有著非常重要的影響，因此，相關建筑設計師一定要充分地認識到混凝土結構建筑抗震結構設計的重要性，并且積極采取科學有效地設計理念和方法，來合理的設計與提升混凝土結構建筑的抗震性能，從而科學地提升建筑設計的安全性和穩(wěn)定性。
[1]李堯.高層鋼筋混凝土建筑結構抗震延性設計[J].技術與市場，2016，23(07)：227.
[2]孟凡偉.高層建筑鋼筋混凝土結構抗震概念設計淺談[J].門窗，2016，(06)：143.
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