现代建筑结构抗震设计及加固处理研究
摘要
关键词
现代建筑结构;抗震设计;加固处理
正文
引言
抗震工程设计是建筑工程中必不可少的部分,是为了满足多地震地区而附加的设计方式。其中抗震设计也要区分不同的地域,多种不同烈度的地震强度,所采用设计的方式也各不相同。抗震设计主要运用在其结构承载以及加固的部位,对应不同的地震等级也会有不同的处理方式。在土木工程建设过程中,加入科学合理有效的抗震设计可以提高建筑的稳定性和安全性,也会保障建筑抗震的效果。
1建筑抗震设计需遵循原则
① 整体性。房屋建筑抗震能力如何,主要取决于结构整体稳定性怎么样,以及抵御地震力能力高低。所以房屋建筑结构抗震设计的重点是严格执行结构抗震设计标准,确保建筑结构的整体合理性,以增强房屋安全系数,使其在遇到地震力的时候具有一定的化解能力。房屋建筑结构设计中抗震设计要遵循整体性原则,就是在实际操作中要从全局着手分析和设计,正确合理的进行结构总体布置,确保建筑结构的整体刚度、承载力、稳定性等属性满足抗震的基本要求,力求整个建筑有良好的抗震能力。房屋建筑结构设计中抗震设计虽然会被落实到各个环节,但设计需从整体上考虑,系统的进行分析,掌握可能出现影响结构抗震性因素,然后通过科学设计去消除。房屋建筑结构抗震设计要具有协调性,明确各个部分力的特点,做好调整、协调、控制等,然后从整体上提升抗震性能 。② 简化原则。一般情况下,房屋建筑结构越复杂,抗震设计难度会越大。因此在房屋结构设计过程中,应在契合对功能需求的同时,考虑抗震的要求,简化结构形式,以促进房屋建筑结构抗震性能的提高。通常情况,平面形状简单、规则、对称,尽量使质心和刚心重合。偏心越大的结构扭转效应越大,会加大端部构件的位移,导致应力集中。当由于使用功能与建筑的要求,结构平面布置严重不规则时,应将其分割成若干比较简单、规则的独立结构单元。结构竖向布置最基本的原则是规则、均匀。结构竖向不规则,将使地震时某些变形特别集中,常常在该楼层因过大的变形而引起倒塌。结构刚度宜为下大上小,自下而上逐渐减小。下层刚度小,将使变形集中在下部,形成薄弱层,严重的会引起建筑的全面倒塌。结构平面规则及竖向规则,可以更为准确的进行力学计算,确保抗震设计有可靠的依据,从而在设计中有效控制与平衡,最终增强抗震设计成果。房屋建筑结构简化,结构整体承受地震影响能力提升,地震对房屋破坏性会比较小,房屋建筑可以得到比较好的保护。但需要注意,房屋建筑结构简单化不能盲目进行,需要在符合各项要求情况下尽量简化。
2现代建筑结构抗震设计及加固处理
2.1剪力墙结构抗震设计要点
剪力墙结构的侧向刚度较大,在水平荷载作用下,产生的侧移较小,比较适用于120米高度范围的超高层建筑,但其存在着结构自重较大的问题,在遭受地震灾害时,产生的典型破坏形态有剪切破坏和弯曲破坏,会对墙肢和连梁造成不同程度的损伤,因此,需要针对这些特点进行针对性设计。剪力墙布置应该遵循双向均匀、对称、封闭等基本原则,侧向刚度和抗扭刚度必须满足抗震需求,控制剪力墙高宽比及单片剪力墙的长度,避免长墙刚度过大及受弯变形造成钢筋拉断等情况,同时保持竖向剪力墙结构的连续性,上下洞口的排列要尽可能整齐。相对而言,剪力墙中的连梁更容易遭受剪切破坏形成斜裂缝。在进行抗震设计时,不能让连梁的刚度太大,那样会违背强剪弱弯的设计理念。如果连梁的跨高比小,那么可以采用交叉配筋、菱形配筋等多种方式,提高连梁的延性和耗能能力,这样有利于控制整体刚度,更好地吸收地震作用。
2.2建筑高度和宽度设计
房屋结构抗震设计中,控制好建筑高度尤为重要。房屋建筑高度如果超出抗震规范标准的A级高度,抗震性能会下降,相应的抗震等级要求需提高。房屋建筑高度如果超出抗震规范标准的B级高度,则需要进行专门论证分析。房屋建筑结构抗震设计中一旦出现高度超高的现象,不能置之不理,要重新调整结构体系,最后确保高度在抗震规范所要求的范围之内,减少侧移的发生,有效达到抗震作用。房屋建筑结构抗震设计还要控制建筑宽度,提高房屋建筑宽度与高度比的合理性。当地震发生的时候,房屋建筑会出现一定的波动,当房屋建筑达到一定高度时,容易出现倾斜现象。当房屋建筑高度不变,宽度减少的情况时,会增加地震的波动效应。通过合理控制房屋建筑的高宽比,能有效防止房屋在地震力作用下出现严重倾斜。
2.3采取合适的抗震措施
在实际施工的过程当中,建筑团队要采取合适的抗震措施。选择建筑材料时,优质的抗震性能材料是首选,还要选择分子间紧密并且密度大的施工材料。在对建筑设计方案内容进行确定的过程当中,要对逃生通道的设置以及遇到灾害之后的相关条款给予高度关注,确保建筑设计内容的科学性和严谨性。在实际施工的过程当中,建筑团队要采用优质的搭建材料和工艺来提高建筑钢结构的抗震性和消振性,这样不但能为人们提供一个舒适、良好的居住环境,还能使得建筑的整体安全性能得到提升。在施工完成之后,还要利用科学的仪器来对防震性能进行检验,确保建筑的防震措施与相关的规则和标准相符。
2.4确定好抗震等级
房屋建筑结构抗震设计过程中,必须确定好建筑结构的抗震等级。一般情况下,先判断建筑的抗震设防类别。甲类建筑属于重大工程和地震时可能发生严重灾害的建筑,乙类建筑属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑,丙类建筑属于一般建筑,丁类建筑属于抗震次要建筑。确定好抗震设防类别后,再结合本地区抗震设防烈度来确定建筑结构的抗震等级。合理设置抗震等级,可保证在地区发生地震以后,房屋不受破坏,或者是破坏小,轻易不会出现建筑坍塌的问题,起到保护生命安全的作用。这个主要针对的是常规地震,而房屋建筑结构抗震设计中需要考虑到异常情况,也就是说地震等级大的问题,必须要保证具备一定的抗震能力,至少也能够为房屋内群众逃离争取时间,使其不至于在瞬间倒塌。房屋建筑结构抗震设计应从当地实际状况出发,搜集地震数据信息,明确历年来发生地震等级和周期性,在此基础上根据抗震需要,合理确定抗震等级。
2.5注重钢结构的加固设计
①应做好钢结构构件截面位置的加固设计。设计中可以让一个杆件受弯变成多个受弯,这样便可将荷载分散开,避免集中荷载对钢结构所产生的不利影响,以此来实现钢结构顶端位置支撑力的良好改善。对于筒支和支座相互连接的位置,应借助于撑杆结构来起到支撑作用,并对钢结构内的连续结构位置加以适当调整,让应力拉杆可以有效满足其分布截面中的实际内力条件。②应做好衔接位置的加固设计。设计中应对钢结构具体的施工要求、施工条件及受力情况等各个方面进行准确分析,并以此为依据通过螺栓、焊接以及铆钉等的方式来做好钢结构衔接位置的加固处理。
结语
总之,改善房屋建筑结构的抗震性能,可以有效减少地震造成的破坏,以增强使用的安全性,保护好人民生命,同时确保不会因为房屋问题带来经济损失。房屋建筑结构抗震设计极为重要,需提高设计能力,坚持整体性、简化、抵抗性原则,同时也需要建筑结构抗震加固措施,以便确保现代建筑结构抗震设计与加固处理的科学性与合理性,借此为广大民众献上高质量建设项目。
参考文献
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