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摘要:建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平的高低,不僅關(guān)系著建筑自身的美觀性,而且還會對建筑的質(zhì)量帶來影響。而抗震設(shè)計又是整個建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的核心所在,所以在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中強化抗震技術(shù)的運用已成為廣大結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的共識。基于這一背景,從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震設(shè)計的要點入手,對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計如何運用抗震技術(shù)進行了探討。
關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計;抗震設(shè)計;抗震技術(shù)
為了更好地優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計,作為設(shè)計人員,必須意識到抗震設(shè)計在整個結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要作用,并緊密結(jié)合建筑工程實際,切實掌握建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震設(shè)計的要點,從而更好地將抗震技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中進行運用,達到強化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計水平的目的。
1建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計要點分析
為了更好地在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中切實加強抗震技術(shù)的運用,作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員,就應(yīng)盡可能地掌握抗震設(shè)計的要點,才能夯實運用成效。就筆者自身的實踐來看,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計要點如下。
1.1平面與豎向布局中的抗震設(shè)計要點由于墻體和柱子的平面位置直接與自身的抗震性能有著緊密的聯(lián)系,所以合理的對建筑構(gòu)件進行平面和豎向的分布是抗震設(shè)計的主要方向。這就需要在抗震設(shè)計中始終堅持以下幾點原則:1)豎向與平面構(gòu)件應(yīng)整齊簡潔;2)剛度重心必須與質(zhì)量中心相重合。但是在豎向設(shè)計時應(yīng)預(yù)防出現(xiàn)“頭重腳輕”的情況,盡可能地降低建筑的剛度重心,同時盡可能地將錯向的建筑豎向結(jié)構(gòu)減少,從而通過對建筑結(jié)構(gòu)的豎向高度、剛度和強度的控制確保其具有較強的均勻性,而且高出屋面的部門必須對其進行嚴格的控制,才能預(yù)防出現(xiàn)“鞭梢效應(yīng)”。所以在建筑設(shè)計時應(yīng)盡可能地采用規(guī)則的設(shè)計方案,否則就需要采取相應(yīng)的補救方式,例如通過設(shè)置抗震縫而劃分建筑,從而將其分成多個獨立的個體,從而在確保造型的同時兼顧其使用功能的發(fā)揮。
1.2建筑結(jié)構(gòu)整體抗震性能提升的設(shè)計要點為了確保建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震性能得到有效的提升,必須緊密結(jié)合多方面的因素,例如:1)地基;2)抗防線;3)原材料重量;4)空間。這些因素均會對建筑的整體抗震性能帶來影響。所以其設(shè)計要點如下:一是在地基設(shè)計過程中,由于其作為建筑抗震的主要部分,所以為了確保其穩(wěn)定性,就必須確保所采用的地基具有較強的抗震性能,嚴禁出現(xiàn)地基變形的出現(xiàn),所以相同結(jié)構(gòu)單元的建筑地基性質(zhì)必須一致,才能更好地將地基的抗震性能發(fā)揮出來。二是盡可能地確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的對稱性和均勻性,才能確保其均勻的分布承受力,從而以對稱的結(jié)構(gòu)減少地震帶來的影響,預(yù)防由于應(yīng)力集中導(dǎo)致坍塌和扭曲的情況出現(xiàn),因而在設(shè)計建筑整體結(jié)構(gòu)時,應(yīng)采取多元化的方法確保其抗震性能得到有效的提升,例如在坍塌易發(fā)環(huán)節(jié)應(yīng)采取相應(yīng)的牢固措施,才能將危險因素降到最低,進而預(yù)防出現(xiàn)安全事故。三是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計必須確保建筑物牢固,盡可能地將建筑物自身重量減少,才能將其給地基帶來的壓力降到最低,即便是出現(xiàn)地震,也能緩解其給建筑帶來的沖擊力,為人員的逃生延長時間,尤其是對于普通震級的抵抗效果較為明顯。四是整個結(jié)構(gòu)設(shè)計由于其不在相同的平面上,這就需要將其進行連接并形成整體,而且空間結(jié)構(gòu)也應(yīng)統(tǒng)一,尤其是建筑豎向結(jié)構(gòu)剛度必須能支撐建筑的自重[1]。
1.3建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中隔震層的設(shè)計要點在建筑結(jié)構(gòu)中設(shè)置隔震層的目的主要是為了減少地震給建筑結(jié)構(gòu)帶來的破壞作用。在具體的設(shè)計過程中,其設(shè)計的部位主要在建筑主體與基礎(chǔ)連接的部位,但是為了在發(fā)生地震之后降低地震對其帶來的作用,還可以在建筑物頂部反擺隔震層,即便是發(fā)生地震,反擺的隔震層會做阻尼運動,在地震加速的方向形成相反的加速度,二者抵消之后降低地震方向加速的速度,從而避免由于地震導(dǎo)致建筑受損的情況嚴重。但是這一抗震設(shè)計要求設(shè)計人員對設(shè)置的位置進行合理的確定,才能將作用更好地發(fā)揮出來。1.4建筑結(jié)構(gòu)的剛度設(shè)計要點在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中,剛度設(shè)計是一項十分重要的內(nèi)容。因而就其設(shè)計要點來看,主要應(yīng)注意以下幾點:一是選材過程中應(yīng)緊密結(jié)合鋼筋混凝土的型號,尤其是利用鋼結(jié)構(gòu)實施雙層加固時,必須對鋼筋混凝土的剛度進行明確,從而確保上下層的阻尼比與剛度比相同,否則就會留下巨大的安全隱患。二是在建筑結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系中,應(yīng)嚴格按照規(guī)定加強抗震設(shè)計,尤其是加強建筑剛度的控制,才能避免地震對其帶來的破壞,同時還能減少材料的浪費[2]。
2抗震技術(shù)在整個建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的運用
通過上述分析,我們對建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計要點有了一個全面的認識,所以為了更好地提高建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計效果,還應(yīng)在實際設(shè)計中切實加強抗震技術(shù)的運用,以下就隔震技術(shù)和消能減震技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的運用進行探討。
2.1隔震技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的運用
該技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的運用,其目的主要是增長建筑結(jié)構(gòu)自身振動的周期,進而將地震發(fā)生后對上部分的作用。所以采取的建筑施工設(shè)備較為先進,在設(shè)計圖紙中就應(yīng)對架設(shè)技術(shù)和鋪設(shè)技術(shù)的要點進行明確,并將底部與上層分割開來,針對性的進行隔震裝置的鋪設(shè),并在鋪設(shè)過程中利用先進儀器加強對其的檢測,從而確保上層與底部建筑有效的分割。而且所設(shè)置的隔震裝置必須具有較高的質(zhì)量以及較長的壽命,尤其是其應(yīng)具有較強的承載性能,同時加強對其的保護,才能更好地提高其使用壽命和促進其性能的發(fā)揮。
2.2消能減震技術(shù)在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的運用消能減震技術(shù)主要是在關(guān)鍵部位安裝阻尼元件,在安裝到位的同時確保每個環(huán)節(jié)都被加固。為了使內(nèi)部結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定,阻尼元件要選用架構(gòu)兼顧類型的。安裝時要統(tǒng)籌兼顧,掌握關(guān)鍵技術(shù)。
2.3注意事項一是對結(jié)構(gòu)體系進行優(yōu)化。盡可能地確保抗震結(jié)構(gòu)體系得到優(yōu)化和完善,對于確保抗震設(shè)計質(zhì)量的提升具有不可或缺的作用。這就需要我們確保所選的結(jié)構(gòu)體系具有較強的合理性。二是盡可能地將地震能量輸入減少,并設(shè)置相應(yīng)的消能減震結(jié)構(gòu),因為在強震下往往伴隨著多次余震,因而必須對其設(shè)置多道防線,才能更好地將地震帶來的破壞降到最低。換言之,抗震結(jié)構(gòu)體系中應(yīng)確保最大可能數(shù)量的外部和內(nèi)部冗余,從而建立針對性的分布的屈服區(qū),從而確保耗能結(jié)構(gòu)的剛度適當和延性較高,從而能吸收更多的地震能耗,將結(jié)構(gòu)抗震性能提升的同時將震害降到最低。三是對結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的強弱關(guān)系進行合理的處理,當同一層內(nèi)時,應(yīng)采取主要的耗能構(gòu)件,且在屈服之后,確保其他的抗側(cè)力構(gòu)件仍具有較強的彈性,進而提高結(jié)構(gòu)自身抗倒塌能力的同時確保其具有較強的延性[3]。
3結(jié)語
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計必須注重抗震設(shè)計,在抗震設(shè)計中切實加強抗震技術(shù)措施的運用,才能更好地促進其設(shè)計水平的提升。
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[3]白華.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震技術(shù)的運用分析[J].江西建材,2015(13):32,39.
作者:李王坤 單位:太原市城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計研究院