关于土木工程结构设计中的抗震防灾的研究与优化

关于土木工程结构设计中的抗震防灾的研究与优化

(东华工程科技股份有限公司安徽合肥230022)

【摘要】随着我国经济的高速发展,人们的生活水平得到了显著的提升,对自身的安危的意识也在不断的加强。由于近年来汶川地震以及日本地址的频繁发生,造成了大量的伤亡以及损伤,人们对居住安全性的要求有了更高的提升。地震引起的波动严重威胁着人民的生命安全,因此本文通过说明抗震材料的作用以及日常生活中缺乏抗震材料的实例进行论证,从工业设计的角度进行阐述,找出较为合理的抗震方案。

【关键词】防震设计;土木工程;地震防灾

【中图分类号】TU352【文献标识码】A【文章编号】1002-8544(2017)06-0024-01

1.土木工程结构设计的抗震防灾的原则以及要求

1.1选择对建筑抗震有利的场地

宜避开对建筑抗震不利的地段,不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑。对于不利地段,结构工程师应提出避开要求,当无法避开时应采取有效措施,这就考虑了地震因场地条件间接引起结构破坏的原因,诸如地基土的不均匀沉陷、地震引起的地表错动与地裂。

1.2复合抗震结构的要求

结构材料选择与结构体系的确定应符合抗震结构的要求。采用哪一种结构材料,什么样的结构体系,经技术经济条件比较综合确定。同时力求结构的延性好、强度与重力比值大、匀质性好、正交各向同性,尽量降低房屋重心,充分发挥材料的强度,并提出了结构两个主轴方向的动力特性(周期和振型)相近的抗震概念[1-2]。

2.土木工程的抗震防灾的措施以及设计

2.1预应力管桩的合理利用

预应力管桩固然具有桩身强度高、造价低等优点,在大量的工程中应用,这是可以理解的也是符合市场的要求。但不是所有的地质条件都可以使用,由于预应力混凝土管桩存在承载力低、桩身壁厚较薄、容易折断等缺点,且桩管之间的连接靠的仅仅是端板之间的焊缝,其抗腐蚀性的能力缺少有效的措施。每一项工程的基础设计都应当根据场地的实际情况仔细分析研究,选择合适的基础形式,该增加的投入则应当予以保证,避免给新建建筑带来不安全的隐患[3-4]。

2.2效能减震装置以及粘滞阻尼器的合理设置

消能减震技术在吸收传统的延性结构设计的思想的同时,也克服了延性构件损坏后难以修复的缺点,具有性能稳定、技术条件简单等优点。另外,耗能减震体系也适用于高层建筑以及超高层建筑,在对抗震以及抗风都有效、且性能可靠。而粘滞阻尼器的主要工作原理为:当土木结构受到地震等外荷载的冲击震动的时候,左球铰座带动活塞进行往复运动,阻尼介质在以活塞为分割的两个腔体之间进行迅速的流动,在此过程中,阻尼的介质的分子之间、介质与活塞杆之间会产生剧烈的摩擦,并产生了巨大的节流阻尼。一般粘滞阻尼器的阻尼指数越小,则曲线越饱满,消耗冲击能量的效率就越高。

FD=CD*vα

公式中:FD为阻尼,Cd为阻尼系数,v为阻尼器两端延其轴线方向的相对速度,α为粘滞阻尼器流体的流动系数。根据研究,当外部激励频率小于4Hz的时候[10],粘滞阻尼器理想化为力-位移线性关系,计算公式转化为:

FD=CD*v

3.土木工程结构中抗震防灾设计优化的重要性

土木结构的优化设计需要在充分尊重设计的前提上,着眼于结构体系以及结构布置的合理性以及高新技术的应用。另外,土木结构中的抗震防灾的设计也是通过优化降低不安全的因素,从而保证了项目的经济质量以及技术质量。

4.结语

从当前的抗震结构的设计中需要从抗震验算、概念设计以及构造措施等三大方面着手,建立设计地震力以及结构延性要求相互影响的双重指标,直至进一步通过一些结构措施(消能减震)来减震,即减小结构上的地震作用,使得减震在地震中具有良好的抗震性能,并且强节点弱构件在提高结构延性方面的作用得到了普遍的认可。

参考文献

[1]朱云霞.综合楼的抗震设计之我见[J].哈尔滨铁道科技,2003(01).

[2]常庆芬.抗震设计中的“概念设计”[J].吉林建筑工程学院学报,2008(03).

[3]徐晓冰.抗震设计中的“概念设计”[J].科技资讯,2009(32).

[4]蔡金兰.浅谈建筑中抗震设计理念的发展[J].价值工程,2010(23).

[5]卫明.日本建筑物抗震设计简介[J].煤矿设计,1984年09期.

[6]昊斌,欧进萍.Pall摩擦耗能器的设计方法[J].哈尔滨建筑大学学报.1997,30(4):9-14.

[7]欧进萍.丁建华.油缸间隙式阻尼器理论与试验研究[J].地震工程与工程振动,1999.19(4).

[8]咚建国,韩家军,任思泽.消能减震技术加固应用[J].四川建筑科学研究,2009,35(6):188-194.

[9]上海材料研究所.粘滞阻尼器应用手册.

[10]周云,邓雪松,黄文虎.耗能减震结构的减震设计原则与设计方法[J].世界地震工程,1998,14(4):49-56.

作者简介:王欢(1989.12-),女,汉族,安徽,硕士,助理工程师,东华工程科技股份有限公司,结构方向。

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