建筑结构基于性能抗震设计的问题分析

建筑结构基于性能抗震设计的问题分析

冯其建张全永

山东广聚规划设计院有限公司山东潍坊262700

摘要:随着当前的建筑工程结构建设项目的增多,越来越多的人开始重视结构的安全性与稳定性,抗震设计是提升工程结构安全与稳定的有效措施,同时还可以延长建筑工程结构的使用寿命。因此,为了促进我国建筑工程的发展,必须要在建筑工程结构设计中融入抗震设计。而工程的设计人员也要加强对抗震设计的认识,在实际的建筑工程结构设计过程中,利用好抗震设计的理念,确保建筑工程结构的抗震设计能够发挥真正的作用和价值。

关键词:建筑结构;性能;抗震设计;问题分析

引言

地震对建筑结构的破坏力较大,为此建筑的抗震性能设计必须符合现行安全规范。基于此,本文主要对建筑结构基于性能抗震设计问题进行了简要的分析,以供参考。

1建筑结构基于性能抗震设计的问题分析

1.1抗震规范问题

在实际开展高层建筑抗震结构设计的过程中,应该积极结合当地的实际地质情况。比如,要对抗震设计中运用的材料进行等级上的划分。通过不同强度特点的地震来分析材料的延续性。通常情况下,往往需要运用比较小地震的最高强度来明确其所需要延性的相关要求。总的来说,较低的延性材料要合理的运用在烈度低的地域。同时,那些延性比较高的材料就应该合理运用在烈度高的地方。但是,从当前的我国发展现状来看,在对地震的作用进行划分的过程中,并没有呈现出较细致的内容。往往是将不同地区的地震归纳为同一个数据进行分析。这样地震数据则失去了针对性和代表性。与此同时,也会使得不同地震作用展现出一定的延性差异。在出现较大地震的情况下,不能更好的满足抗震需求,使地震造成的损失很大。

1.2在进行抗震目标设定的过程中并不明确

我国遵循的抗震目标归纳起来就是“在大震中不倒,中震可以修补,小震不坏”。这样的情况下,就为抗震建筑的效果进行了重点规范。但是,这样的目标并不能迎合我国当前高层建筑的发展态势,主要是源于其比较模糊和不科学。这样的防设目标不是对所有建筑都适合,其涉及的范围比较小,严重影响了国际上的地震控制标准。由此,在面对不同的地震等级,应该对其级别进行详细和重点划分。其中一类是在出现地震之后可能会形成次生灾害的那些建筑。另一类就是在出现地震之后,影响其运用效果并需要进行重点修复的建筑。

2基于性能抗震设计要点分析

2.1基于承载力的结构抗震设计

基于承载力的结构抗震设计,可通过惯性力的具体表现形式对地震作用进行分析,并确定结构构件强度。该方法的设计目标有三:(1)确定抗震性能极限状态下建筑的使用功能,若使用功能正常则表明建筑安全等级较高,无需修复;(2)在抗震性能极限状态下,建筑受力关系发生变化,但是构件仍可修复,修复后建筑使用功能正常;(3)在强大地震作用力下可保证人身安全,要求建筑结构的抗侧向力与竖向重力荷载等不会受到影响,建筑不会出现较大面积的塌陷问题。

2.2基于能力的结构抗震设计

基于能量的结构抗震设计需就地震对于建筑的综合影响进行分析,此种设计方法的原理为:控制地震输入结构的能量与结构的消能关系。在水平地震作用下,部分地震能量会输入结构体系中,并通过某种方式进行存储,另外一部分的地震能力会被结构或自身的阻尼等消耗。若持续发生地震,结构体系完整,则不易出现建筑倒塌问题。结构体的总能耗与地震运动的总输入能量相平衡,关系可表示如下:

EK+ED+ES=EEQ

式中:EK—结构体系功能;ED—结构体系阻尼能耗;ES—结构体系变形能;EEQ—地震作用对体系输入能量。

3提高建筑结构抗震性能的措施

3.1合理布局地震外力能量传递吸收

外力传递吸收是保证建筑结构抗震能力的前提条件,采用合理的布局方案,可以确保支柱、梁、墙轴线处于同一平面,这样可让构件双向抗侧力体系更加合理。采用此布局方案,如果发生了地震,即使对柱、墙、梁的弯剪破坏,其塑性屈服也会发生在底部。再者,连梁塑性屈服要控制在连梁位置,同时还具备一定的变形能力。该种结构设计方案,在地震时会充分发挥结构抗震作用,结合“墙强梁弱”的理念,可以提高墙肢承载力,确保结构抗震性能。

3.2抗震构造措施

结合抗震等级对工程进行抗震构造措施(包括梁、柱、墙)的加强,这样可以在发生地震时候,梁、柱、墙都达到要求抗震标准。建筑工程多数都是采用钢筋混凝土结构,如果钢筋的承载力、延性较好,则结构抗震性能也更强。所以,为了确保钢筋混凝土结构承载力、延性,需要在建筑结构设计中按照“强剪弱弯”、“强柱弱梁”、“强节点弱(杆)件”原则进行设计,严格控制柱截面尺寸,保证柱的轴压比满足实际要求,严格按照构造配筋要求,从而不断加强节点构造,提高节点的抗震性和牢固性。

3.3加强受力分析

在高层建筑混凝土钢结构的受力计算中,配置构造筋时,需要达到以下要求:①纵向钢筋的配筋率必须小于5%;②柱的纵筋不可以跟拉筋、箍筋以及预埋件等焊接在一起;③纵向钢筋之间的距离必须低于350mm,净距必须大于50mm;④柱中附近的箍筋应为封闭式,箍筋的直径需超过6mm。在对高层建筑混凝土的混凝土框架结构进行设计时,要确保框架结构的抗震安全,需要满足一定的强度、刚度、稳定性、延展性以及耗能等方面的要求。

3.5优化设计方案

混凝土结构组装和后期检查时,要确保整体构件的效果与美观。不同钢结构在相邻平面上应该保证螺栓连接状况良好,并通过精密仪器完成测量,确保整体效果良好。对整个环节进行检验时,应严格遵循流程,保证各个工序之间的联系紧密。复侧面流程需要对面砖的背后处理情况进行严格检查,保证面砖质量和缝隙之间的要求。此外,还需对处于粘结层的混凝土进行严格处理,并做好混凝土保温管理等工作,确保对其质量控制到位。

3.6增强内部结构的抗震效果

为了尽可能的避免地震给建筑物带来的巨大损害,在建筑物建筑的过程中,提升内部结构的抗震能力是相当关键的,然而这种抗震性能的植入不是一件容易的事情。首先,需要工作人员为投入建设的建筑物设计一个稳定的地基,地基的质量影响着工程的综合质量和建筑物的稳固性,要是建筑物地基不够稳定,坚硬度也不够,那么建筑物在面临地震时倒塌的可能性会更大。在稳定了地基之后,有关工作人员还要考虑怎样才能增强建筑物总体强度,这时,需要依据建筑物建筑的规则来对内部结构进行精简化处理,从建筑结构中的细小部件出发,提升建筑物的综合质量。除此之外,建筑设计师对建筑物内外部的结构、距离和宽度进行细致把握,必须熟练掌握影响建筑物结构设计的各类不同因素并及时给出解决措施。

结束语

总之,在进行建筑结构优化的过程中,工作人员首先需要明确建筑结构的大致布局和零部件特点,对房屋建设的实际环境进行一个较为深入的研究分析,在设计满足房屋结构优化方案的基础上,大胆使用科学的抗震减压技术。在面对优化困难的时候,要能冷静分析并找出影响优化效果的症结所在,也只有这样才能从根本上强化房屋优化设计的效果,提升建筑物抗震效果,进而促进建筑行业的可持续发展。

参考文献:

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