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(一)
一、基于功能的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理論概述
1.地震設(shè)防水準(zhǔn)
地震設(shè)防水準(zhǔn)指的是將來可能作用在建筑結(jié)構(gòu)上的地震強(qiáng)度的大小。因?yàn)榈卣鹪O(shè)防水準(zhǔn)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能有著直接的影響,所以在基于功能利用的建筑結(jié)構(gòu)抗震模式設(shè)計(jì)理論中,地震設(shè)防水準(zhǔn)的選定十分重要。因此,在建筑結(jié)構(gòu)抗震模式設(shè)計(jì)過程中必須將地震設(shè)防水準(zhǔn)精細(xì)化,以確保不同等級(jí)的抗震設(shè)防水準(zhǔn)能夠在不同的地震強(qiáng)度作用下有效地控制建筑結(jié)構(gòu)的損壞狀態(tài)。
2.建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能水準(zhǔn)
建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能水準(zhǔn)指的是在不同的設(shè)防地震等級(jí)作用下的建筑物可能的最大損壞程度,其包括建筑結(jié)構(gòu)的完整性、適應(yīng)性以及安全性等。根據(jù)研究實(shí)際的地震災(zāi)害可知,按照傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念設(shè)計(jì)出來的建筑物雖然能夠避免因?yàn)樘斐傻娜藛T傷亡,卻無法有效減少因?yàn)榻ㄖ锝Y(jié)構(gòu)破壞所造成的基本設(shè)備、構(gòu)件功能缺失帶來的巨大經(jīng)濟(jì)損失。基于功能利用的建筑結(jié)構(gòu)抗震模式的設(shè)計(jì)要求,要考慮非結(jié)構(gòu)構(gòu)件、結(jié)構(gòu)構(gòu)件、建筑內(nèi)部設(shè)備與裝修等多項(xiàng)影響因子。還要據(jù)此設(shè)定詳細(xì)、準(zhǔn)確地建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能水準(zhǔn),以便擴(kuò)大選擇范圍。
3.建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能目標(biāo)
建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能目標(biāo)指的是根據(jù)某一設(shè)防的地震等級(jí)所預(yù)期達(dá)到的建筑結(jié)構(gòu)抗震能力。確立建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能目標(biāo)必須綜合考慮各項(xiàng)影響因素,比如工地特征、工程投入和效益、建筑的潛在價(jià)值等。其中,按建筑物的重要程度將結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo)劃分為基本設(shè)防目標(biāo)、重要設(shè)防目標(biāo)、特別設(shè)防目標(biāo)。
二、基于功能的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介
國(guó)內(nèi)外工程界學(xué)者對(duì)基于功能利用的建筑結(jié)構(gòu)抗震模式設(shè)計(jì)方法的研究給予了高度的重視,在抗震設(shè)計(jì)的目標(biāo)與理念上大致形成了統(tǒng)一的觀點(diǎn)。一般情況下,基于功能利用的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法跟歸納為承載力設(shè)計(jì)法、位移設(shè)計(jì)法、能量設(shè)計(jì)法三種。
1.承載力設(shè)計(jì)法
當(dāng)前,在世界各地的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中往往采用承載力設(shè)計(jì)法。因此本文不做具體介紹,主要介紹一下兩種設(shè)計(jì)方法。
2.位移設(shè)計(jì)法
位移設(shè)計(jì)法即先采用代替結(jié)構(gòu)法把結(jié)構(gòu)表示位移等效單自由度振子,用最大位移時(shí)的割線剛度和適合于非彈性反應(yīng)時(shí)吸收的滯變能量的等效粘滯阻尼來表征結(jié)構(gòu),然后用預(yù)先確定的設(shè)計(jì)位移反應(yīng)譜和由預(yù)期的延性求得估計(jì)的阻尼,由設(shè)計(jì)位移可求出最大位移時(shí)等效周期。因此,根據(jù)單自由度振子周期方程便可以求出最大位移時(shí)的有效剛度。
3.能量設(shè)計(jì)法
建筑物結(jié)構(gòu)在強(qiáng)地震作用下,由于發(fā)生非彈性形變而造成能量損失。能力設(shè)計(jì)法指的是通過控制設(shè)施構(gòu)件或者內(nèi)部結(jié)構(gòu)的能量消耗能力來實(shí)現(xiàn)建筑物結(jié)構(gòu)抗震能力的有效控制。然而由于受結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的影響,導(dǎo)致其滯回耗能的計(jì)算過程錯(cuò)綜復(fù)雜,存在較大的誤差。
三、結(jié)語
雖然目前基于功能利用的建筑結(jié)構(gòu)抗震模式設(shè)計(jì)方法及設(shè)計(jì)理論仍存在著很多缺陷,實(shí)踐起來也頗有難度,但是基于功能利用的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)是抗震工程設(shè)計(jì)的必然趨勢(shì)。隨著經(jīng)濟(jì)全球化、一體化的高速發(fā)展,建筑行業(yè)體現(xiàn)出了一定的開放性。因此,在我國(guó)新世紀(jì)的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)也必將朝著基于功能利用的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的方向前進(jìn)。當(dāng)前,我國(guó)基于功能利用的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法的研究尚處于入門階段,與國(guó)外的發(fā)展水平還存在著很大的差距。因此,我國(guó)基于功能利用的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的研究仍需付出更大的努力。
作者:伏俊杰單位:新疆建筑設(shè)計(jì)研究院
(二)
一、建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力設(shè)計(jì)中存在的問題
1.設(shè)計(jì)規(guī)范中對(duì)抗震關(guān)系的認(rèn)識(shí)不足
就目前我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力設(shè)計(jì)水平來看,我國(guó)建筑企業(yè)對(duì)抗震關(guān)系的認(rèn)識(shí)還存在明顯不足,建筑大小、類型等有所不同,則所受到的地震侵害也是不同的,在抗地震倒塌能力設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)建筑物的實(shí)際情況來具體分析,然而部分建筑的施工人員在設(shè)計(jì)中并沒有過多地考慮這些問題,從而使建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力設(shè)計(jì)無法實(shí)現(xiàn)發(fā)揮其應(yīng)有的功能性。
2.部分建筑高度過高
在建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力設(shè)計(jì)中,對(duì)建筑物的高度有一定的要求,其設(shè)計(jì)方式受建筑物高度的束縛,但是一些施工設(shè)計(jì)人員并未意識(shí)到,一味地進(jìn)行高層建筑,只為了縮小土地的使用,降低建筑成本,然而卻不知,這一行為會(huì)大大降低建筑物的抗地震能力,當(dāng)?shù)卣鸬茸匀粸?zāi)害發(fā)生時(shí),給建筑物造成一定的威脅。
3.設(shè)計(jì)中沒有對(duì)抗震倒塌的承載力計(jì)算
計(jì)算建筑結(jié)構(gòu)抗震倒塌的承載力能夠更好地對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力進(jìn)行設(shè)計(jì),使其更加堅(jiān)固,提高建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌的能力,但是在實(shí)際建筑抗地震倒塌設(shè)計(jì)中,大多數(shù)施工設(shè)計(jì)人員并沒有對(duì)其抗震承載力進(jìn)行計(jì)算,這樣一來地震自然災(zāi)害發(fā)生之時(shí)就無法估測(cè)建筑的受損程度,從而無法采取行之有效的防御措施。
二、提高建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力設(shè)計(jì)的對(duì)策
地震是一種危害性較強(qiáng)的自然災(zāi)害,若不在建筑結(jié)構(gòu)中采取抗地震倒塌能力設(shè)計(jì),一旦發(fā)生地震自然災(zāi)害,會(huì)給建筑帶來極大的破壞,威脅人們的生命安全,因此,建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力設(shè)計(jì)十分必要,以下就是筆者針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力設(shè)計(jì)所提出的有效對(duì)策。
1.完善抗震倒塌能力設(shè)計(jì)規(guī)范
針對(duì)不同的建筑結(jié)構(gòu)其應(yīng)采用的抗震倒塌措施也是不一樣的,所以在抗地震倒塌設(shè)計(jì)前要全面了解建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),清楚建筑所屬等級(jí),根據(jù)建筑工程所在的位置、高度等因素進(jìn)行合理的抗震倒塌施工設(shè)計(jì),一切行為按照抗震倒塌能力設(shè)計(jì)的規(guī)范以及建筑物的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì),只有這樣才能確保建筑結(jié)構(gòu)抗震倒塌能力設(shè)計(jì)的規(guī)范性及有效性。
2.嚴(yán)格控制建筑的高度
我國(guó)制定的規(guī)范中對(duì)建筑的高度有一定的約束,原因在于過高的建筑會(huì)影響整個(gè)建筑的抗震倒塌性能,無法確保建筑及人們的安全。在抗震倒塌設(shè)計(jì)中要嚴(yán)格把控建筑的高度,設(shè)計(jì)前應(yīng)對(duì)建筑的周邊環(huán)境等因素進(jìn)行分析,從而確定建筑的高度。科學(xué)合理的建筑結(jié)構(gòu)抗震倒塌設(shè)計(jì),能夠提高建筑的抗震性能,確保建筑的穩(wěn)定性,給人們一個(gè)安全的居住環(huán)境。
3.布局地震外力能力吸收途徑
地震自然災(zāi)害侵襲后會(huì)釋放很多的能量從而進(jìn)一步地破壞建筑物,若要使建筑物的破壞降到最低點(diǎn),就要極力分散地震后所散發(fā)的強(qiáng)大能量,也就是要對(duì)地震外力能力吸收進(jìn)行合理布局,形成堅(jiān)固的建筑構(gòu)件雙向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系,如此一來就能夠大大降低地震災(zāi)害的破壞性,使建筑物擁有一定的自衛(wèi)功能,提高其結(jié)構(gòu)抗震倒塌能力。
4.設(shè)置多條抗震倒塌防線
建筑結(jié)構(gòu)抗震倒塌設(shè)計(jì)中單一的抗震防線是不可行的,因?yàn)榈卣鹱匀粸?zāi)害發(fā)生時(shí)其威力較為強(qiáng)大,單一的抗震防線很容易被擊破,從而對(duì)建筑物實(shí)施進(jìn)一步的破壞,針對(duì)這一狀況,設(shè)計(jì)人員應(yīng)設(shè)置多條抗震倒塌防線,對(duì)地震進(jìn)行層層設(shè)防,這樣在一定程度上能夠減小地震對(duì)建筑物的破壞,從而為建筑的安全起到保駕護(hù)航的作用。
5.抗震倒塌設(shè)計(jì)要依據(jù)抗震等級(jí)要求
在建筑結(jié)構(gòu)抗震倒塌設(shè)計(jì)中,對(duì)其抗震等級(jí)有一定的要求,要使其符合建筑地理位置其特點(diǎn),在設(shè)計(jì)中應(yīng)對(duì)建筑中的墻體、梁柱進(jìn)行強(qiáng)有力的抗震構(gòu)造設(shè)計(jì),因?yàn)樗鼈冎谓ㄖ闹c(diǎn),是建筑結(jié)構(gòu)的重要組成部分,另外根據(jù)抗震等級(jí)要求,選擇適合建筑抗震倒塌設(shè)計(jì)的配筋,它具有較強(qiáng)的承載力,對(duì)抵御地震有一定的作用力。四、結(jié)語建筑結(jié)構(gòu)的抗地震倒塌能力設(shè)計(jì)中要考慮諸多的因素,比如建筑地點(diǎn)、建筑高低、材料使用等等,還要遵循我國(guó)制定的相關(guān)規(guī)范,只有這樣才能確保建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌設(shè)計(jì)的規(guī)范性合理性,從而提高建筑結(jié)構(gòu)的安全性能,減小地震等自然災(zāi)害對(duì)建筑物的破壞力度,為人們提供一個(gè)良好安全的生活環(huán)境。
作者:張文杰單位:江蘇中建工程設(shè)計(jì)研究院有限公司
(三)
1建筑結(jié)構(gòu)地下室的設(shè)計(jì)要點(diǎn)
(1)在當(dāng)前的國(guó)內(nèi)建筑的設(shè)計(jì)當(dāng)中,一般都是直接的采用電腦計(jì)算程序算出各種荷載效應(yīng)的組合,同時(shí)得到同一個(gè)地基或者是樁基的承載能力特征,我們知道,對(duì)于風(fēng)的荷載能力和它的減震作用也主要是影響建筑物的安全性能的主要方面,在電算程序中也會(huì)對(duì)這兩方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,同時(shí)還可以將它的短期作用和永久作用一起來處理和對(duì)待,這樣就可以加大邊角的豎向結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),其相應(yīng)的重力荷載能力也會(huì)隨之提高。同時(shí),我們還建議在將重力荷載能力與風(fēng)荷載能力進(jìn)行組合計(jì)算的時(shí)侯,它們的承載力的特征值要適當(dāng)?shù)奶岣咭恍?而當(dāng)重力荷載能力與減震作用進(jìn)行組合的時(shí)侯,承載力的特征值也可進(jìn)行相應(yīng)的提高。所以,在進(jìn)行建筑物的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí),就應(yīng)該以減小長(zhǎng)期的荷載作用以及地基變形為主要目標(biāo),在計(jì)算地基的形變時(shí),對(duì)于傳送到基礎(chǔ)地面的荷載效應(yīng)則應(yīng)該采用極限狀態(tài)下的荷載效應(yīng)能力與永久的荷載效應(yīng)的組合,而且也不可以把它計(jì)入到風(fēng)荷載能力以及減震的作用當(dāng)中。并且,我們?cè)诎吹鼗某休d能力來確定其基礎(chǔ)底面積以及埋深或者按照單樁的承載能力來確定其樁數(shù)時(shí),傳送到基礎(chǔ)地面或者是承臺(tái)底面的荷載力也應(yīng)該采用這樣的組合。
(2)另外,筏板的基礎(chǔ)平面尺寸的計(jì)算就需要根據(jù)其地基土的承載能力、該地下室構(gòu)造的上部建筑物的結(jié)構(gòu)布置以及這個(gè)建筑物的荷載力的分布情況等主要因素所確定,這樣也可以取消偏心距的計(jì)算。
(3)而且,平板式的筏基板的厚度也可以根據(jù)其受沖切時(shí)候的承載能力的計(jì)算結(jié)果而確定,同時(shí)還要考慮到有可能的不平衡的彎矩作用會(huì)在沖切面上施加一定的附加剪應(yīng)力,所以一般情況下,我們所選擇的平板的厚度也不應(yīng)該小于40厘米。
(4)同時(shí)我們還要考慮到,如果地基的質(zhì)地是比較均勻的、而且它的上部結(jié)構(gòu)的剛化程度又達(dá)到我們的要求的時(shí)候,一般其上部結(jié)構(gòu)的柱間距和柱的荷載能力變化的范圍在不超過20%時(shí),這個(gè)時(shí)候,建筑物的筏板基礎(chǔ)才可以僅僅的考慮其局部的彎曲作用。
(5)在以上的工作都做好的情況下,樁的布置也應(yīng)該符合下面的幾項(xiàng)要求:①等直徑的樁之間的中心距離不可以小于樁的橫截面積的變成或者直徑的三倍,同時(shí),擴(kuò)底樁的中心距離也不得小于其直徑的1.5倍,而且還要將兩個(gè)擴(kuò)大頭之間的距離置于1米以上;②除此之外,我們?cè)谶M(jìn)行布樁時(shí),還要盡量使各樁臺(tái)的承載力的合力點(diǎn)與其豎向的永久荷載的合力作用點(diǎn)相互的重合;③在處理平板式的樁筏基礎(chǔ)的時(shí)候,應(yīng)該將其布置在柱子的下面或者是墻的下面,在必要的時(shí)侯,也可以進(jìn)行滿堂的布置,同時(shí),在它的核心筒之下也可進(jìn)行適當(dāng)?shù)募用懿紭?
2建筑結(jié)構(gòu)地下室的抗震分析
我們國(guó)家通過《建筑抗震的設(shè)計(jì)規(guī)范》中明確的規(guī)定,在各類建筑物,尤其是高層的建筑中,必須要根據(jù)當(dāng)?shù)亟ㄖ锏目拐鹪O(shè)防要求,進(jìn)行抗震墻的有效布置,尤其要在抗震墻的底部設(shè)置加強(qiáng)的區(qū)域。而這樣做的目的則主要是為了加強(qiáng)建筑物的抗震作用,有效的避免建筑物出現(xiàn)不必要的脆性剪切破壞,而對(duì)整個(gè)建筑物帶來危害,因此,在改善建筑結(jié)構(gòu)的整體的抗震性能方面,必須做好。
(1)做為建筑物的重要的支撐結(jié)構(gòu)的抗震墻,上面的框的支層以及其之上的兩層的抗震墻整體的高度盡量取兩者之間的最大值。
(2)另外,在對(duì)具有相對(duì)來說比較大的底盤或者是其主樓與輔助樓相連接的建筑物,尤其是高層建筑物進(jìn)行地下室的設(shè)計(jì)時(shí):最好是取用其頂板之上的抗震墻總體高度的八分之一左右,在此基礎(chǔ)之上,還應(yīng)該向下延伸到地下1層,而對(duì)于高出裙房的頂板,則至少要建一層。我們也知道,在國(guó)家的相關(guān)建筑物的抗震規(guī)范之中,對(duì)于一些框支結(jié)構(gòu)的抗震墻體的設(shè)計(jì)或者大底盤抗震墻的底部加強(qiáng)區(qū)域的高度,也都提出了要盡量的小于十五米的規(guī)定。但是,如果建筑物底部具有較大的空間而且層數(shù)也比較多的時(shí)候,或者是建筑物的大底盤高度過高的時(shí)侯,就常常會(huì)使得它與其它的相關(guān)條件產(chǎn)生一定的矛盾,而這樣的矛盾就顯然不符合《高層建筑的混凝土施工技術(shù)規(guī)范》中的相關(guān)規(guī)定了。所以我們建議:在以后建筑地下室結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中,應(yīng)該取消大底盤或者框支結(jié)構(gòu)的抗震墻底部位置的高度小于15米的要求。同時(shí),在相關(guān)的抗震規(guī)范當(dāng)中,沒有對(duì)抗震墻的具體高度做出過明確的要求的,但是我們都知道建筑物的底部加強(qiáng)區(qū)域的高度如何,又直接影響到了抗震墻的高度設(shè)置,從而會(huì)造成在施工的過程中出現(xiàn)難以操作的情況。所以,我們?cè)谶M(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的時(shí)候,一定要考慮到抗震墻的高度取值問題,要使得它的取值能夠合理,并考慮對(duì)于施工回填土?xí)粫?huì)制約地下室的整體結(jié)構(gòu)的問題,兩者結(jié)合來確定其底部加強(qiáng)部位的具體高度,這樣做不僅可以保證地下室建造過程中的安全因素,同時(shí)還會(huì)便于我們的施工操作。
3結(jié)束語
伴隨著我國(guó)當(dāng)前建筑行業(yè)的快速發(fā)展,越來越多的建筑工程也投入建設(shè)之中,那么人們?cè)陉P(guān)注建筑的質(zhì)量的同時(shí),也越來越關(guān)注各類建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。而地下室的結(jié)構(gòu)則作為建筑的整體結(jié)構(gòu)重要設(shè)計(jì)和構(gòu)成部分,也必須要更加的予以重視。
作者:王雪旺
(四)
1合理選址以提高建筑物的抗震能力
地震發(fā)生時(shí),如果建筑物本身抗震能力弱,結(jié)構(gòu)不堅(jiān)固或者建筑剛性強(qiáng)而韌性不足,很容易遭到嚴(yán)重的破壞神之倒塌。如果建筑物選址不合理,地基建在地質(zhì)不穩(wěn)固的地方,地震會(huì)引起地表的地裂和錯(cuò)動(dòng)以及地面沉降,這種破壞在地基不穩(wěn)固的地方更加明顯,因此合理選址以提高建筑物的抗震能力非常重要。在建筑物選址時(shí),易選擇地層穩(wěn)固地帶,應(yīng)盡量避開地質(zhì)不穩(wěn)固的地方,如斷層帶、地下采空區(qū)、地下水空洞區(qū)、易液化土等地方。如果沒有條件避開上述不適合建造建筑物的地區(qū)時(shí),應(yīng)采取相應(yīng)的抗震應(yīng)對(duì)措施。依據(jù)國(guó)家對(duì)建筑物抗震的類別等級(jí),采取人工加固地基、注意建筑結(jié)構(gòu)的整體性、建筑物的外形勻稱、建筑物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單減輕建筑物自重等,都可以消除地基液化沉陷。還有一種特殊的地質(zhì)構(gòu)造,那就是在地基的主要受力層內(nèi)還存在土質(zhì)較軟的粘性土層或者不均勻的土層面時(shí),這種地質(zhì)構(gòu)造若發(fā)生地震,地基會(huì)發(fā)生不均勻沉降。在此種地質(zhì)構(gòu)造地帶施工時(shí),應(yīng)采用樁基和加強(qiáng)基礎(chǔ)的措施來加固地基。
2選擇合理的平面和立面布置
建筑物的立體結(jié)構(gòu)與平面設(shè)計(jì)非常重要,需要關(guān)注以下幾個(gè)方面的問題:
(1)在地震水平作用力下,建筑的結(jié)構(gòu)剛度和其抗震能力是雙向的。建筑物在結(jié)構(gòu)布置上應(yīng)該能夠承受住任何方向的地震。一般而言,應(yīng)該使結(jié)構(gòu)從平面的主軸方向上具有足夠的剛度以提高其抗震能力。建筑構(gòu)造的抗震能力體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的剛度和韌性。結(jié)構(gòu)的剛度越高,就越能削減地震的破壞力。而結(jié)構(gòu)的韌性,就是要使建筑有一定的變形度。但是如果變形度過大,其自身重力效應(yīng)也會(huì)破壞其自身結(jié)構(gòu)。總而言之,建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)該剛?cè)岵⒅亍?/p>
(2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。如果建筑物自身結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜,設(shè)計(jì)師很難預(yù)測(cè)和控制建筑物在遭受地震沖擊力時(shí)的受力。而簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu),建筑設(shè)計(jì)師可以通過計(jì)算模型或者計(jì)算軟性模擬出建筑物受地震影響時(shí)建筑結(jié)構(gòu)自身的受力情況,對(duì)其位移內(nèi)力進(jìn)行分析,從而找出結(jié)構(gòu)的薄弱部位并加固。因此相對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu),對(duì)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的抗震性能預(yù)測(cè)是比較可靠的。
(3)建筑的整體性結(jié)構(gòu)。樓蓋的設(shè)計(jì)在高層建筑的整體結(jié)構(gòu)中起著非常重要的作用。在高層建筑的整體結(jié)構(gòu)中,樓蓋相當(dāng)于一個(gè)水平的隔板,其不僅是一個(gè)把慣性力傳遞到每個(gè)豎向的抗側(cè)力子結(jié)構(gòu),而且再地震發(fā)生時(shí)它還可以協(xié)同這些子結(jié)構(gòu)承受地震的沖擊力。但是如果豎向的抗側(cè)力子布置不均勻,則會(huì)發(fā)生變形,此時(shí)就需要樓蓋協(xié)同抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)發(fā)揮作用。
3保障結(jié)構(gòu)的延性
在完成建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)后,還要采取措施使該結(jié)構(gòu)具有適當(dāng)?shù)难有裕源吮WC此建筑結(jié)構(gòu)可以達(dá)到預(yù)定的抗震目標(biāo)。提高建筑結(jié)構(gòu)的延性措施包括:
(1)對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中柱、梁等構(gòu)件,應(yīng)該按照強(qiáng)柱弱梁的原則,增加柱子的抗彎能力。鋼筋混凝土的框架在強(qiáng)震發(fā)生時(shí),當(dāng)?shù)卣鹜χ率菇ㄖY(jié)構(gòu)達(dá)到最大的非線性位移時(shí),梁端的塑性鉸的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)比較大。當(dāng)柱端的塑性鉸出現(xiàn)比較晚,那么建筑結(jié)構(gòu)達(dá)到最大的非線性位移時(shí)它的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)比較小。這樣就保證了框架有了比較穩(wěn)定的塑性耗能構(gòu)件。
(2)要提高結(jié)構(gòu)的延性,還要采取強(qiáng)剪弱彎的措施。因?yàn)榧羟袑?duì)于破壞根本沒有延性,如果某個(gè)部位一旦發(fā)生剪切破壞時(shí),這個(gè)部位在整個(gè)抗震結(jié)構(gòu)中的作用就會(huì)喪失,柱端發(fā)生剪切破壞,建筑結(jié)構(gòu)的局部就會(huì)發(fā)生坍塌,局部坍塌有可能導(dǎo)致整個(gè)建筑物的坍塌。因此,要采取措施來增大梁柱和柱端的組合剪力值,保證任何構(gòu)件在強(qiáng)震發(fā)生時(shí)都不會(huì)損壞其剪力。
4建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算分析
參數(shù)設(shè)計(jì)的目的是為了更好的計(jì)算地震作用力以及房屋的各構(gòu)件對(duì)地震作用的響應(yīng)力。這種計(jì)算主要是對(duì)每個(gè)墻柱梁板的承載力以及變形參數(shù)的計(jì)算。計(jì)算開始前,要建立與高層結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的計(jì)算模型,然后依據(jù)模型和設(shè)計(jì)概念做出細(xì)致的計(jì)算。在應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件協(xié)助計(jì)算時(shí),必須符合國(guó)家有關(guān)規(guī)定和行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)必須堅(jiān)持具體問題具體分析,注意具體工程的特殊處理。對(duì)于比較復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu),要針對(duì)不同類型的地震做相應(yīng)的變形分析,要采用兩個(gè)及以上的力學(xué)模型,當(dāng)前有剪磨理論和主拉應(yīng)力理論兩種,這兩種不同的計(jì)算理論都有其適合的應(yīng)用范圍,砌塊結(jié)構(gòu)一般應(yīng)用剪磨理論,而磚砌體一般用主拉應(yīng)力理論。根據(jù)計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算出的結(jié)果,然后才能確定建筑結(jié)構(gòu)是否能運(yùn)用到工程設(shè)計(jì)當(dāng)中。計(jì)算結(jié)果分析的主要內(nèi)容有結(jié)構(gòu)的位移、扭轉(zhuǎn)系數(shù)、層間的剛度、剪重比系數(shù)以及自振周期等參數(shù)。此外,對(duì)于地下室的水平位移嵌固來說,要將有層剛度作為判斷依據(jù)。在高層建筑的復(fù)雜抗震計(jì)算時(shí),要考慮平扭耦聯(lián)的計(jì)算。振型數(shù)不得小于15,振型的參與質(zhì)量不能小于總重量的90%。因此高層的建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算是不能一次完成的。要做不同的模型,采用不同的計(jì)算理論,對(duì)其進(jìn)行多次計(jì)算分析,并根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行多次調(diào)整,這樣才能提高建筑物的抗震能力,保證建筑物在規(guī)定抗震等級(jí)的地震發(fā)生的安全。
5結(jié)束語
總之,就現(xiàn)階段而言,地震是一種在全世界范圍內(nèi)都無法預(yù)測(cè)的自然災(zāi)害,但是并不是要聽天由命,為了減輕其危害,建筑設(shè)計(jì)人員必須在建筑工程設(shè)計(jì)方面下功夫,改變過去著眼局部的方法,從整體出發(fā)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì),注意建筑物的選址、選擇合理的立面和平面布置、保障結(jié)構(gòu)的延性以及對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)分析等方法提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力,從而能夠在地震發(fā)生時(shí),保證人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。
作者:劉珺琦單位:陜西省安康市建筑設(shè)計(jì)研究院