王嘉峰

沈陽(yáng)原構(gòu)設(shè)計(jì)咨詢有限公司 遼寧 沈陽(yáng)110000

1 引言

雖然目前的建造工藝突飛猛進(jìn),但對(duì)地震的研究水平還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,還不能預(yù)測(cè)地震。雖然目前我國(guó)的地震烈度區(qū)劃圖在我國(guó)已經(jīng)做得非常精準(zhǔn)并且非常的科學(xué),但它是基于有限的歷史數(shù)據(jù)。在我國(guó),大型地震或特大型地震有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)在低烈度地區(qū)。同時(shí),地震發(fā)生時(shí),地震動(dòng)的三要素存在較大不確定性,即使在同一地區(qū),不同類型的地面運(yùn)動(dòng)在地震過(guò)程中對(duì)建筑物的破壞也不盡相同;地震還存在震級(jí)、傳播路徑、震中距離和震源機(jī)制等許多非確定因素,給地震研究帶來(lái)了很多困難。

2 房屋結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計(jì)原則

2.1 簡(jiǎn)化原則 結(jié)合以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)得知,在抗震設(shè)計(jì)過(guò)程中,所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)形式越簡(jiǎn)單,傳力越清晰明了,其抗震性能也越高,而且簡(jiǎn)單的抗震結(jié)構(gòu)在進(jìn)行力學(xué)性能計(jì)算時(shí),其計(jì)算結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性也越高。對(duì)此,在應(yīng)用設(shè)計(jì)中,可以結(jié)合實(shí)際情況適當(dāng)簡(jiǎn)化房屋抗震結(jié)構(gòu)計(jì)算模型,優(yōu)化結(jié)構(gòu)構(gòu)件的傳力途徑,這樣能夠有效提升房屋建筑對(duì)建筑地震作用力的承受能力,全面提高房屋建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震性能。

2.2 整體性原則 展開(kāi)建筑抗震設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)內(nèi)容不只是針對(duì)某一個(gè)建筑內(nèi)的某一個(gè)部位,而是將抗震設(shè)計(jì)貫穿到整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中,從而提高建筑整體的抗震性能。在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中,需要從整體性設(shè)計(jì)出發(fā),使其滿足各大指標(biāo)要求。對(duì)各種可能影響結(jié)構(gòu)抗震性的影響因素進(jìn)行分析,借助數(shù)字模型對(duì)于結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化處理,以此來(lái)提升結(jié)構(gòu)本身的抗震性。而且對(duì)于構(gòu)件需滿足其抗震構(gòu)造措施的要求,避免應(yīng)力集中等問(wèn)題的出現(xiàn),從而提高結(jié)構(gòu)本身的穩(wěn)定性和可靠性。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)

3.1 建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震設(shè)計(jì) 強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎和強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件是進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)的重要概念。相較于梁構(gòu)件破壞而造成的局部破壞,柱子的破壞會(huì)危及整體結(jié)構(gòu)的安全性,造成結(jié)構(gòu)的整體垮塌。因此,在結(jié)構(gòu)中為了保護(hù)柱,增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗地震能力,將塑性鉸先出現(xiàn)在梁部,通過(guò)發(fā)展一定的塑性來(lái)吸收地震能。還有強(qiáng)柱系數(shù),梁柱線剛度比等都是相應(yīng)指標(biāo)。強(qiáng)柱弱梁使梁端的塑性鉸先出、多出,盡量減少或推遲柱端塑性鉸的出現(xiàn)。適當(dāng)增加柱的配筋可以達(dá)到上述目的。需保證強(qiáng)剪弱彎是因?yàn)榧羟衅茐氖且环N脆性破壞,而彎曲破壞是延性破壞,有所預(yù)兆,所以能進(jìn)行及時(shí)的人員疏散、財(cái)產(chǎn)轉(zhuǎn)移。在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)中,梁柱的剪力設(shè)計(jì)值需按規(guī)范要求進(jìn)行調(diào)整。不同抗震等級(jí)的梁、柱采用不同剪力增大系數(shù),同樣需考慮材料實(shí)際強(qiáng)度和鋼筋實(shí)際面積

2個(gè)因素的影響。強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件則需對(duì)節(jié)點(diǎn)核心區(qū)進(jìn)行抗震驗(yàn)算,并且在各抗震等級(jí)下的框架節(jié)點(diǎn)均應(yīng)符合構(gòu)造措施要求。除此之外,進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),還可以參考其他減震設(shè)計(jì)來(lái)提升結(jié)構(gòu)延性。例如,可以將多段墻框架融入抗震審計(jì)中,在遇到地震時(shí),可以進(jìn)行地震能量的轉(zhuǎn)接和吸收,從而起到良好的減隔震作用,提升建筑結(jié)構(gòu)本身的穩(wěn)固性。

3.2 依據(jù)抗震標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范平面及豎向設(shè)計(jì) 平面規(guī)則與建筑物的穩(wěn)定性也存在一定的聯(lián)系,這是設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中必須考慮的因素之一。通常情況下,抗震建筑的平面是有一定標(biāo)準(zhǔn)的,比如,凹凸口的深度與寬度,平面長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng),不宜采用角部重疊或細(xì)腰形的平面布置。因此,結(jié)構(gòu)平面布置應(yīng)力求簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱,避免剛度、質(zhì)量和承載力分布不均勻。對(duì)于有較多凹凸口的復(fù)雜形狀平面要進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)或采用一定的補(bǔ)救措施,以最大限度地保證建筑的穩(wěn)定性。對(duì)于抗震高層建筑的結(jié)構(gòu)豎向布置,應(yīng)避免過(guò)大的外挑和收進(jìn),宜規(guī)則、均勻,結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度也應(yīng)該做到上小下大均勻變化,豎向抗側(cè)力構(gòu)件宜上下連續(xù)貫通。

3.3 鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì) 鋼結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)點(diǎn)是重量輕,承載能力高,結(jié)構(gòu)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化程度高,鋼結(jié)構(gòu)建筑的主要承重構(gòu)件由鋼板和型鋼構(gòu)成,材質(zhì)均勻,各向同性好,結(jié)構(gòu)可靠性高。鋼結(jié)構(gòu)的材料屬理想彈性體,符合工程力學(xué)的基本假定,可在抗震設(shè)計(jì)中充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的材料塑性、彈性好的特點(diǎn),允許有適度的變形,能很好地承受動(dòng)力荷載,在罕遇地震作用下保持結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定,避免倒塌。高精度的加工制作工藝可以做到等強(qiáng)連接,實(shí)現(xiàn)強(qiáng)連接弱桿件的抗震設(shè)計(jì)原則,大大提高建筑物的抗震和承載能力。鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,特別是在大型公共建筑和基礎(chǔ)設(shè)施中。其中最重要的是機(jī)場(chǎng)車站、體育場(chǎng)館、高層建筑等。鋼殼體結(jié)構(gòu)近年也得到應(yīng)用,具有很好的空間傳力性能,能以較小的構(gòu)件厚度形成承載能力高、剛度大的承重結(jié)構(gòu),能覆蓋或圍護(hù)大尺度的空間而不需要中間支撐,兼顧到承重結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的雙重作用,同時(shí)也有較好的抗震性能。

4 結(jié)束語(yǔ)

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中,抗震設(shè)計(jì)屬于重要的設(shè)計(jì)內(nèi)容之一,借助可靠的抗震設(shè)計(jì),能夠有效提升建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性,降低地震發(fā)生時(shí)出現(xiàn)坍塌的概率。需要注意的是,所有的抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容需要嚴(yán)格遵守相應(yīng)的建設(shè)規(guī)范,同時(shí)做好結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)工作,以此來(lái)提高建筑工程的綜合性能,延長(zhǎng)使用壽命。