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關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu);抗震設(shè)計(jì);探討
前言:建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)中一個(gè)非常重要的方面,它關(guān)系到建筑對(duì)于地震的抵抗能力,是保護(hù)建筑免受地震的損害的一個(gè)非常好重要的措施。它主要包括抗震概念設(shè)計(jì)、抗震計(jì)算這兩個(gè)方面。因此,下文分別討論了抗震概念設(shè)計(jì)和抗震計(jì)算的具體方面。這樣做的目的是可以使人們更加了解建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的具體知識(shí)。
1.對(duì)于抗震概念設(shè)計(jì)的探討
建筑抗震概念設(shè)計(jì)是根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗(yàn)等形成的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思路進(jìn)行建筑總體布置并確定細(xì)部構(gòu)造的過程。建筑抗震概念設(shè)計(jì)之所以重要是因?yàn)榈卣鸺暗孛孢\(yùn)動(dòng)的不確定性和難以掌握地震時(shí)地面運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性及對(duì)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜影響以及結(jié)構(gòu)地震計(jì)算理論目前尚未充分反映地震時(shí)結(jié)構(gòu)及破壞的復(fù)雜過程。
抗震概念設(shè)計(jì)的基本原則主要包括建筑場(chǎng)地選擇的基本原則、建筑體型的確定、結(jié)構(gòu)抗震體系的選取、多道抗震防線的設(shè)置四個(gè)方面。
1.1 對(duì)于建筑場(chǎng)地選擇的探討
選擇建筑場(chǎng)地時(shí),應(yīng)根據(jù)工程需要,掌握地震活動(dòng)情況、工程地質(zhì)和地震地質(zhì)的有關(guān)資料,對(duì)抗震有利、不利和危險(xiǎn)地段做出綜合評(píng)價(jià)。對(duì)不利地段,應(yīng)提出避開要求;當(dāng)無法避開時(shí)應(yīng)采取有效措施。危險(xiǎn)地段,嚴(yán)禁建造甲、乙類的建筑,不應(yīng)建造丙類的建筑。
地段的劃分可以從地質(zhì)、地形、地貌進(jìn)行分析,可以將土地劃分為有利地段、不利地段、危險(xiǎn)地段,有利地段是擁有穩(wěn)定基巖,堅(jiān)硬土,開闊、平坦、密實(shí)、均勻的中硬土等條件的地段,不利地段的土地則為軟弱土,液化土,條狀突出的山嘴,高聳孤立的山丘,非巖質(zhì)的陡坡,河岸和邊坡的邊緣,平面分布上成因、巖性、狀態(tài)明顯不均勻的土層(如古河道、疏松的斷破裂帶、暗埋的塘浜溝谷和半填半挖地基)等,危險(xiǎn)地段則是地震頻發(fā)區(qū),甚至可能引起滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及發(fā)震斷裂帶上可能發(fā)生地表錯(cuò)位的部位,該部位應(yīng)該是被禁止施工的。
1.2 對(duì)于建筑體型確定的探討
體型的確定對(duì)于建筑物的防震至關(guān)重要,尤其是限高的評(píng)價(jià),首先要區(qū)分結(jié)構(gòu)類型是否符合標(biāo)準(zhǔn),巨型結(jié)構(gòu)、懸掛結(jié)構(gòu)均是不符合地震建筑的限高建筑。其次是建筑及抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置宜規(guī)則對(duì)稱,并應(yīng)具有良好的整體性。第三個(gè)方面是建筑物的立面布局宜采用梯形、矩形和三角形等變化均勻的幾何形狀,盡量不要采用帶突然變化的階梯形立面、大底盤建筑,甚至倒梯形立面第三個(gè)方面是建筑物應(yīng)盡量減小高度,尤其是限制高度比。
1.3 對(duì)于結(jié)構(gòu)抗震體系選取的探討
第一個(gè)方面是結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具有明確計(jì)算簡(jiǎn)圖和合理地震作用傳遞途徑,從根源上保證建筑物的抗震性。第二個(gè)方面是結(jié)構(gòu)布置應(yīng)具備多道抗震防線,盡量避免部分結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承載能力。尤其對(duì)于部分建于不利地區(qū)的建筑物,更應(yīng)該注意每個(gè)結(jié)構(gòu)的防震意義,保證建筑的持久性。第三個(gè)方面是結(jié)構(gòu)應(yīng)具備必要的抗震承載能力,良好的變形能力和耗能能力,抗震建筑物必須具備一定的抵抗外界干擾的能力。
1.4 對(duì)于多道抗震防線設(shè)置的探討
多道抗震防線指的是一個(gè)好的抗震結(jié)構(gòu)體系是由若干個(gè)分系構(gòu)成的,各分系協(xié)同作用,保證了抗震建筑的施工安全??拐鸱谰€是一步步推進(jìn)的,當(dāng)一旦地震發(fā)生,第一道防線被突破,第二道防線立即啟動(dòng),保證建筑的安全。
第一個(gè)方面是優(yōu)先采用具有多道抗震防線的結(jié)構(gòu)體系。第二個(gè)方面是純框架采用強(qiáng)柱弱梁的延性框架。第三個(gè)方面是利用贅余構(gòu)件增加結(jié)構(gòu)的抗震防線。每一道的防線的選擇都要遵從一定的標(biāo)準(zhǔn),第一道防線應(yīng)優(yōu)先選擇不負(fù)載或者少負(fù)載的豎向支撐或者填充墻,第二道防線,而對(duì)于最后一道防線必須具備高度的抗震能力以及變形的能力。
2.對(duì)于抗震計(jì)算的探討
地震作用計(jì)算和結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算是結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算的兩個(gè)非常重要的部分。
2.1 對(duì)于地震作用計(jì)算的探討
不同的建筑結(jié)構(gòu)具有不同的地震作用,因此要仔細(xì)考慮一下的原則。第一個(gè)原則是在一般情況下,應(yīng)允許在建筑結(jié)構(gòu)的兩個(gè)主軸方向分別計(jì)算水平地震作用并進(jìn)行抗震驗(yàn)算,各方向的水平地震作用應(yīng)由該方向抗側(cè)力構(gòu)件承擔(dān)。第二個(gè)原則是在有斜交抗側(cè)力構(gòu)件的結(jié)構(gòu),當(dāng)相交角度大于15°時(shí),應(yīng)分別計(jì)算各抗側(cè)力構(gòu)件方向的水平地震作用。第三個(gè)原則是在質(zhì)量和剛度分布明顯不對(duì)稱的結(jié)構(gòu),應(yīng)計(jì)入雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響:其他情況,應(yīng)允許采用調(diào)整地震作用效應(yīng)的方法計(jì)入扭轉(zhuǎn)影響。第四個(gè)原則是在8度、9度時(shí)的大跨度結(jié)構(gòu)和長(zhǎng)懸臂結(jié)構(gòu)及9度時(shí)的高層建筑,應(yīng)計(jì)算豎向地震作用。
結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算的基本方法是底部剪力法和振型分解反應(yīng)譜法,在特別不規(guī)則、特別重要的和較高的高層建筑中要應(yīng)用時(shí)程分析法作。對(duì)于抗震計(jì)算方法的應(yīng)用要符合以下的要求。第一個(gè)要求是在高度不超過40M,以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu),以及近似于單質(zhì)體系的結(jié)構(gòu),可采用底部剪力法等簡(jiǎn)化方法。第二個(gè)要求是除第1條外的建筑結(jié)構(gòu),宜采用振型分解法應(yīng)譜法。第三個(gè)要求是特別不規(guī)則的建筑(凹凸、扭轉(zhuǎn)、樓板局部不連續(xù)及豎向不規(guī)則等)、甲類建筑和烈度、場(chǎng)地內(nèi)限定高度范圍的高層建筑,應(yīng)采用時(shí)程分析法進(jìn)行多遇地震下的補(bǔ)充計(jì)算,可取多條時(shí)程曲線計(jì)算結(jié)果的平均值與振型分解反應(yīng)譜法計(jì)算結(jié)果的較大值。
【關(guān)鍵詞】抗震;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);基本原則;構(gòu)造
1 抗震概念設(shè)計(jì)
1.1 概念設(shè)計(jì)的意義
結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的初步階段,通過遵循一定的結(jié)構(gòu)布置原則和初步的估算,確定整體結(jié)構(gòu)方案及結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力模式的基本設(shè)計(jì)方法。該方法對(duì)整體工程設(shè)計(jì)具有極強(qiáng)的指導(dǎo)意義。計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展,為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了快速、準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)計(jì)算工具。但在實(shí)際工程中仍有許多設(shè)計(jì)存在諸多缺陷,究其原因,大多是在總體方案和構(gòu)造措施上未采用正確的構(gòu)思,即未進(jìn)行概念設(shè)計(jì)所致。
1.2 結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的基本原則
建筑結(jié)構(gòu)必須具有一定的強(qiáng)度和剛度,也就是“安全性、適用性及耐久性”。強(qiáng)度是指結(jié)構(gòu)體系抵抗外加荷載而不致完全破壞的能力,剛度則是指結(jié)構(gòu)體系抵抗變形的能力。結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的目的就是保證建筑物在安全的強(qiáng)度范圍內(nèi)獲取適宜的剛度,以使整體結(jié)構(gòu)具有良好的耗能系統(tǒng),為此,結(jié)構(gòu)規(guī)范明確提出一系列基本原則如下:
1.2.1合理的基礎(chǔ)方案。建筑物的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)條件,上部結(jié)構(gòu)類型及荷載分布,相鄰建筑物影響及施工條件等多種因素進(jìn)行綜合分析,選擇經(jīng)濟(jì)合理的基礎(chǔ)方案。設(shè)計(jì)時(shí)宜最大限度地發(fā)揮地基的潛力,必要時(shí)還應(yīng)進(jìn)行地基變形驗(yàn)算?;A(chǔ)設(shè)計(jì)應(yīng)依據(jù)詳盡的地質(zhì)勘察報(bào)告,對(duì)一些缺少地質(zhì)報(bào)告的小型建筑也應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)查看和參考鄰近原有建筑的地質(zhì)資料。一般情況下,同一結(jié)構(gòu)單元不宜采用不同的基礎(chǔ)類型。
1.2.2 結(jié)構(gòu)的規(guī)則性和均勻性。建筑的平立面布置應(yīng)符合抗震概念設(shè)計(jì)的要求,不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的方案。結(jié)構(gòu)材料選擇與結(jié)構(gòu)體系的確定應(yīng)符合抗震結(jié)構(gòu)的要求。一個(gè)成功的設(shè)計(jì)必須選擇一個(gè)經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)方案,即要選擇一個(gè)切實(shí)可行的結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)體系應(yīng)受力明確,傳力簡(jiǎn)捷,同一結(jié)構(gòu)單元不宜混用不同結(jié)構(gòu)體系。盡可能的充分發(fā)揮材料的強(qiáng)度,使結(jié)構(gòu)兩個(gè)主軸方向的動(dòng)力特性(周期和振型)相接近。
1.2.3結(jié)構(gòu)的傳力簡(jiǎn)單性。當(dāng)前計(jì)算工具及方法能解決的平面或空間計(jì)算簡(jiǎn)圖,并具有合理的、直接的或基本直接的傳力途徑。這要求我們把復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化,用盡量簡(jiǎn)單的模型來模擬實(shí)際受力比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。由于實(shí)際結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)不可能是純粹的剛結(jié)或鉸結(jié)點(diǎn),這就要求簡(jiǎn)化模型與實(shí)際受力形式的誤差在設(shè)計(jì)允許范圍之內(nèi)。
1.2.4 結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度和抗震能力。結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的側(cè)向剛度、較強(qiáng)的水平承載力及良好的變形能力,水平地震作用是雙向的,結(jié)構(gòu)布置應(yīng)使結(jié)構(gòu)能抵抗任意方向的地震作用。通常,可使結(jié)構(gòu)沿兩個(gè)主軸方向具有足夠的剛度和抗震能力。結(jié)構(gòu)剛度的選擇既要減少地震作用效應(yīng)也要注意控制結(jié)構(gòu)變形的增大,過大的變形會(huì)產(chǎn)生重力二階效應(yīng),導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體破壞、甚至失穩(wěn)。同時(shí)還應(yīng)具有足夠的抗扭剛度和抵抗扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的能力?,F(xiàn)有抗震設(shè)計(jì)計(jì)算中不考慮地震地面運(yùn)動(dòng)的扭轉(zhuǎn)分量,在概念設(shè)計(jì)中應(yīng)注意提高結(jié)構(gòu)的抗扭剛度和抵抗扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的能力。
1.2.5 結(jié)構(gòu)的整體性。避免因少數(shù)脆弱構(gòu)件或節(jié)點(diǎn)等薄弱環(huán)節(jié)的破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)傳力路線中斷、喪失承重能力或抗震能力,確保結(jié)構(gòu)的整體性。在建筑結(jié)構(gòu)中,樓蓋對(duì)于結(jié)構(gòu)的整體性起到非常重要的作用。樓蓋相當(dāng)于水平隔板,它不僅聚集和傳遞慣性力到各個(gè)豎向抗側(cè)力構(gòu)件,而且使這些子結(jié)構(gòu)協(xié)同起來承受地震作用,特別是當(dāng)豎向抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)布置不均勻或布置復(fù)雜或抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)水平變形特征不同時(shí),整個(gè)結(jié)構(gòu)就要依靠樓蓋使抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)能協(xié)同工作。樓蓋體系最重要的作用是提供足夠的面內(nèi)剛度和內(nèi)力,并與豎向各子結(jié)構(gòu)有效連接。
1.2.6 結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的優(yōu)化準(zhǔn)則。貫徹執(zhí)行“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱桿件”的抗震設(shè)計(jì)原則,使結(jié)構(gòu)具有合理的剛度和承載力分布以及與之相匹配的延性,盡可能設(shè)置多道抗震防線,從而吸收和消耗較多的地震能量。非成對(duì)設(shè)置的單斜桿側(cè)向支撐、弱柱型框架、不合理的水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件、側(cè)向剛度或水平承載力不足的柔弱樓層,均屬不安全構(gòu)件,應(yīng)盡量避免使用。
2 結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算
第一階段是設(shè)計(jì)階段除了在確定結(jié)構(gòu)方案和結(jié)構(gòu)布置時(shí)要考慮抗震要求外,還要進(jìn)行抗震計(jì)算和抗震構(gòu)造設(shè)計(jì)。在這個(gè)階段,采用相應(yīng)于設(shè)防裂度的小震作用計(jì)算彈性位移及內(nèi)力,用極限狀態(tài)方法設(shè)計(jì)截面配筋,并按延性要求采取相應(yīng)的抗震措施,做到小震不壞,中震可修,大震不倒。也就是說,通常我們只需要按小震作用效應(yīng)和其他荷載效應(yīng)的基本組合,驗(yàn)算構(gòu)件截面抗震承載力及結(jié)構(gòu)的彈性變形,而中震作用效應(yīng)則需要結(jié)構(gòu)靠一定的塑性變形能力(即延性)來抵抗。
第二階段是驗(yàn)算階段。要用罕遇地震作用計(jì)算所設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的彈塑性側(cè)移變形。如果層間變形超過允許值(倒塌變形限值),應(yīng)重新設(shè)計(jì)(修改第一階段設(shè)計(jì)),直到滿足大震不倒的要求為止。也就是對(duì)發(fā)生概率極小的罕遇大震(“大震”的烈度比設(shè)防烈度約高一度左右)來說,要求當(dāng)結(jié)構(gòu)在遭遇“大震”作用時(shí),不應(yīng)倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞。
計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及,使繁雜的人工計(jì)算變得簡(jiǎn)單快捷。但由于目前軟件種類繁多,不同軟件往往會(huì)導(dǎo)致不同的計(jì)算結(jié)果。因此設(shè)計(jì)師應(yīng)對(duì)軟件的適用范圍、技術(shù)條件等進(jìn)行全面了解。在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)時(shí),由于程序與結(jié)構(gòu)某處實(shí)際情況不可能完全相符合、或人工輸入有誤、或軟件本身有缺陷均會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤的計(jì)算結(jié)果。因而結(jié)構(gòu)工程師在拿到電算結(jié)果時(shí)應(yīng)認(rèn)真分析,慎重校核,做出合理判斷。設(shè)計(jì)師的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)還是不可缺少的。至于如何對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析,可以看軟件計(jì)算的數(shù)據(jù)結(jié)果是否滿足規(guī)范的相應(yīng)要求,大家對(duì)這個(gè)都很熟悉,在這里就不再贅述!
3 抗震構(gòu)造措施
建筑結(jié)構(gòu)除必要的計(jì)算外,同時(shí)還應(yīng)依據(jù)相關(guān)規(guī)范采取與之對(duì)應(yīng)的抗震構(gòu)造措施。主要有以下幾個(gè)方面的要求:
3.1 截面尺寸的選擇。梁、柱的截面尺寸的選擇是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提,除應(yīng)滿足規(guī)范所要求的取值范圍,還應(yīng)注意盡可能使柱的線剛度與梁的線剛度的比值大于1,以達(dá)到在罕遇地震作用下,在梁端形成塑性鉸,而柱端處于非彈性工作狀態(tài)而沒有屈服,節(jié)點(diǎn)仍處于彈性工作狀態(tài)的目的。
3.2 梁、柱的適宜配筋率。梁柱的配筋應(yīng)掌握“適中”的原則,即在滿足規(guī)范所規(guī)定的最大、最小配筋率的要求的同時(shí),取用合理的配筋率。
3.3 框架柱配筋的調(diào)整??蚣苤呐浣盥室话愣己艿停袝r(shí)電算結(jié)果為構(gòu)造配筋,但是實(shí)際工程中是不可能按構(gòu)造配筋的。因?yàn)樵诘卣鹱饔孟碌目蚣苤?,尤其是角柱,所受的扭矩最大,同時(shí)又受雙向彎矩作用,而橫梁對(duì)它的約束又較小,昕以其震害重于內(nèi)柱,對(duì)于質(zhì)量分布不均勻的框架尤為明顯。因此應(yīng)選擇最不利的方向進(jìn)行框架計(jì)算。另外也可分別從縱、橫兩個(gè)方向計(jì)算后比較同一側(cè)面的配筋取其大值,并采用對(duì)稱配筋的原則。
3.4 框架梁裂縫寬度的調(diào)整。在滿足梁柱的截面尺寸和配筋率的情況下,仍需在計(jì)算配筋后進(jìn)行梁的裂縫寬度的驗(yàn)算和滿足梁端斜截面“強(qiáng)剪弱彎”條件下的梁端配筋調(diào)整??蚣芰旱牧芽p寬度驗(yàn)算往往被工程設(shè)計(jì)人員忽視,對(duì)此應(yīng)引起我們的注意。影響裂縫寬度主要因素有兩方面,一是構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度等級(jí),二是鋼筋的級(jí)別和直徑。對(duì)于普通的混凝土構(gòu)件,一般情況下宜采用加大梁的配筋率或增大梁的截面尺寸的方法來減小梁的裂縫寬度。另外需注意在利用計(jì)算機(jī)輔助軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模中的荷載輸人時(shí),一定要將恒、活載數(shù)值分開輸入,以便進(jìn)行內(nèi)力組合和裂縫寬度的計(jì)算,不要貪圖省事而將恒、活載合并輸入,以防止梁、柱內(nèi)力計(jì)算錯(cuò)誤,致使所繪制的施工圖與實(shí)際受力情況不符。
此外,在電算中合理、準(zhǔn)確運(yùn)用負(fù)彎矩調(diào)幅。規(guī)范規(guī)定只有在豎向力作用下梁端負(fù)彎矩才可進(jìn)行調(diào)幅,水平力作用下梁端負(fù)彎矩是不允許調(diào)幅的。因此,在計(jì)算時(shí)必須先將豎向荷載作用下的梁端彎矩調(diào)幅后,再與水平荷載產(chǎn)生的梁端負(fù)彎矩進(jìn)行疊加。
3.5 避免形成短柱。非結(jié)構(gòu)構(gòu)件比如填充墻在地震作用下,也可能出現(xiàn)裂縫和破壞??蚣芎吞畛鋲χg的硬性聯(lián)結(jié)造成的剛度增大效應(yīng)也可能造成設(shè)計(jì)上未考慮到的增大的側(cè)向力。因此設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量避免形成短柱,如果實(shí)在避免不了,則應(yīng)加強(qiáng)短柱的構(gòu)造措施,如采用螺旋箍筋、復(fù)合螺旋箍筋、雙螺旋箍筋等構(gòu)造措施來進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。而且,填充墻的拉筋和預(yù)埋件等不應(yīng)與框架梁、柱的縱向鋼筋焊接,宜采用在梁柱內(nèi)設(shè)置預(yù)埋件,待砌筑填充墻時(shí)再將拉結(jié)筋與之焊接的柔性連接。
3.6 主體和裙房之間的處理。地震時(shí)各單元之間,尤其是高低跨之間的震動(dòng)情況相對(duì)復(fù)雜,連接處容易壓碎、拉斷。因此,在設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)和裙房時(shí),高低跨之間不要采用主樓設(shè)牛腿、低層屋面或樓梯梁擱在牛腿上的做法,也不要用牛腿托梁的方式作為防震縫。凡要設(shè)縫,就要分得徹底;凡不設(shè)縫,就要連接牢固。絕不能似分非分,似連非連,這樣很容易在地震中遭到嚴(yán)重破壞。
4 結(jié)語
對(duì)于較為復(fù)雜的多高層建筑結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)是否經(jīng)濟(jì)合理,是否安全往往不能僅有力學(xué)分析解決,一些復(fù)雜部位常常無法精確計(jì)算。因?yàn)榈卣鹱饔糜绊懸蛩睾芏?,要求精確計(jì)算就更困難,所以,安全合理而經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須多項(xiàng)并重。在概念設(shè)計(jì)的前提下,合理運(yùn)用程序進(jìn)行分析調(diào)整,從而設(shè)計(jì)出更加適用安全的作品。
關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu);基于性能;抗震設(shè)計(jì);要點(diǎn)
引言
近年來,隨著現(xiàn)代社會(huì)的快速發(fā)展,國(guó)內(nèi)外地震發(fā)生的頻率越來越高。從1978年中國(guó)的唐山大地震,到1994年美國(guó)的洛杉磯大地震,到1995年的日本阪神地震,再到2008年中國(guó)的汶川地震,再到2010年的海地地震,再到最近四川雅安大地震等等,一些列的大地震不僅對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)造成了巨大的損失,同時(shí)對(duì)于整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展差生了嚴(yán)重的影響。歷次的地震對(duì)我們所造成的影響一直在提醒我們,現(xiàn)有的抗震設(shè)計(jì)思想與方法均存在一定的問題,必須要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的行為進(jìn)行控制。因此,現(xiàn)行的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范及方法需要進(jìn)一步的完善,在此基礎(chǔ)上本文提出了基于性能的抗震設(shè)計(jì)。本文首先對(duì)基于抗震設(shè)計(jì)的基本的概念進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹,接著就基于性能的抗震設(shè)計(jì)中的幾個(gè)主要方面進(jìn)行了闡述。在最后對(duì)全文進(jìn)行了簡(jiǎn)單的總結(jié)。
一、基于性能的建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)概念
基于性能的抗震設(shè)計(jì)方法是一種基于“投資-效益”準(zhǔn)則,兼顧結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)共性和個(gè)性要求的抗震設(shè)計(jì)方法,是抗震設(shè)計(jì)理論的變革。基于性能的抗震設(shè)計(jì)方法可以根據(jù)具體的情況,選取適當(dāng)?shù)脑O(shè)防目標(biāo),設(shè)計(jì)功能多樣化的建筑結(jié)構(gòu),這樣的設(shè)計(jì)方案就可以滿足不同的設(shè)防目標(biāo)。基于性能的抗震設(shè)計(jì)是比基于力,基于位移或者基于其他方面的抗震設(shè)計(jì)更為廣泛的設(shè)計(jì)理念,基于性能的抗震設(shè)計(jì)可以更為直接的滿足用戶對(duì)于建筑的要求。
基于性能的抗震設(shè)計(jì)不是一個(gè)新的概念,目前對(duì)于這方面的研究也引起了人們的重視,并取得一定的成果,但是現(xiàn)在對(duì)于給予性能的抗震設(shè)計(jì)國(guó)際上還沒有形成一個(gè)統(tǒng)一的定義。不同學(xué)者對(duì)于基于性能的抗震設(shè)計(jì)有不同的描述,但是大體上的意思都差不多,都傳輸了一個(gè)設(shè)計(jì)思想:建筑結(jié)構(gòu)在正式使用的過程中,能夠?qū)τ诓煌潭鹊牡卣鹩幸欢ǖ牡钟芰?,建筑本身的性能能夠?yīng)對(duì)相應(yīng)程度的地震?;谛阅艿目拐鹪O(shè)計(jì)的可行目標(biāo)是在耗用資源最少的情況下,設(shè)計(jì)出能夠抵抗最糟糕的情況的建筑結(jié)構(gòu),確保群眾的生命財(cái)產(chǎn),減少國(guó)民經(jīng)濟(jì)的損失。
二、基于性能的抗震設(shè)計(jì)主要內(nèi)容
抗震性能目標(biāo)是社會(huì)和住戶所期望的的結(jié)構(gòu)抗震性能,而結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計(jì)理論的基本內(nèi)容主要包括地震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo)、結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法等三個(gè)方面的內(nèi)容。
1、地震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)
簡(jiǎn)單來說,地震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)是指未來可能作用于場(chǎng)地的地震作用大小。具體來講,地震設(shè)防水準(zhǔn)是指在抗震設(shè)防中如何根據(jù)客觀的設(shè)防環(huán)境和已定的設(shè)防目標(biāo),同時(shí)考慮到具體的社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件來確定采用多大的地址動(dòng)參數(shù)。而目前對(duì)于地震動(dòng)的研究還處于發(fā)展階段,設(shè)防水準(zhǔn)還只是基于地震動(dòng)時(shí)的劇烈程度來進(jìn)行設(shè)防的。但是根據(jù)實(shí)際情況,地震動(dòng)所持續(xù)的時(shí)間以及其振動(dòng)的次數(shù)對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)都會(huì)產(chǎn)生些相當(dāng)大的威脅,所以要想更好的實(shí)現(xiàn)基于性能的抗震設(shè)計(jì),對(duì)于地震動(dòng)的持續(xù)時(shí)間,地震動(dòng)的次數(shù)等參數(shù)對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)性能的影響都需要繼續(xù)進(jìn)行研究。目前,基于力和基于位移等結(jié)構(gòu)性能的設(shè)防水準(zhǔn)已被提出,其中基于位移的結(jié)構(gòu)性能的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)最方便使用。結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo)是指對(duì)某種程度的地震設(shè)定一定的標(biāo)準(zhǔn),由該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定建筑結(jié)構(gòu)在地震是所能承受的負(fù)荷,根據(jù)PBSD,可將其劃分為五個(gè)等級(jí),具體見下表。
2、基于性能的抗震設(shè)計(jì)的分析和設(shè)計(jì)方法
在強(qiáng)烈的地震的作用下,建筑結(jié)構(gòu)一般都會(huì)出現(xiàn)一定程度上的損壞。在建筑結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計(jì)中,就必須要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)在強(qiáng)烈地震作用下結(jié)構(gòu)本身所能承受的負(fù)荷范圍進(jìn)行一定的估計(jì)。一般而言,抗震性能分析方法有四種:線性靜力分析方法、線性動(dòng)力分析方法、非線性靜力分析方法、非線性動(dòng)力分析方法。其中線性靜力分析方法一般適用于構(gòu)件的截面設(shè)計(jì),非線性靜力分析方法是一種逐漸得到廣泛應(yīng)用的評(píng)估結(jié)構(gòu)抗震性能的簡(jiǎn)化方法,非線性動(dòng)力分析方法是一種彈性塑性時(shí)積分析方法。
抗震設(shè)計(jì)方法是基于性能的抗震設(shè)計(jì)理論的核心問題。建筑結(jié)構(gòu)性能抗震設(shè)計(jì)的思想和現(xiàn)行的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)思想以及具體的處理模式上均有所不同。但是這并不意味著建筑結(jié)構(gòu)性能抗震設(shè)計(jì)完全不兼容現(xiàn)有的抗震設(shè)計(jì)技術(shù)以及其他方面的研究,他們只是在考慮具體的設(shè)計(jì)方案時(shí)所考慮的對(duì)象參數(shù)以及數(shù)量上有所區(qū)別。根據(jù)具體的地質(zhì)條件設(shè)定多級(jí)地震設(shè)防水準(zhǔn)、根據(jù)住戶的具體要求設(shè)定抗震目標(biāo)、確定具體的設(shè)計(jì)方案、組織人員進(jìn)行施工以及后期的維修是結(jié)構(gòu)性能抗震設(shè)計(jì)的過程的一般程序。實(shí)際中,基于性能的抗震設(shè)計(jì)方法主要有兩種:一種是基于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。第二種是基于位移的抗震設(shè)計(jì)。這種設(shè)計(jì)方法是采用結(jié)構(gòu)位移作為性能指標(biāo)。與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法相比,基于位移的抗震設(shè)計(jì)方法改變了已有的設(shè)計(jì)過程,直接以目標(biāo)位移作為設(shè)計(jì)的變量。采用這種設(shè)計(jì)方法可以從一開始就明確設(shè)計(jì)的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn),從而避免了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法中因?yàn)橹貜?fù)設(shè)計(jì)而增加投入的弊端?;谖灰频男阅芸拐鹪O(shè)計(jì)方法實(shí)用性更高。
結(jié)束語
越來越頻繁的地震對(duì)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)所造成的損失,迫使廣大學(xué)者不得不對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能提出更高的要求。本文首先對(duì)基于性能的建筑結(jié)構(gòu)抗震的概念進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹,接著又從多級(jí)地震設(shè)防水準(zhǔn)和基于性能的抗震分析和設(shè)計(jì)方法兩大方面對(duì)建筑結(jié)構(gòu)基于性能抗震設(shè)計(jì)主要的要點(diǎn)分別進(jìn)行了闡述。然而,現(xiàn)階段,我國(guó)對(duì)于基于性能的抗震設(shè)計(jì)的研究還處于正在發(fā)展階段,很多方面都還需要完善,特別是對(duì)于地震動(dòng)中其他參數(shù)的影響還有待進(jìn)一步的研究。但是我相信,在廣大學(xué)者的共同努力下,基于性能的抗震設(shè)計(jì)會(huì)不斷地完善。
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關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu) 抗震設(shè)計(jì) 抗震理念
中圖分類號(hào):TU2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
一、建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要素
建筑抗震的基本要素,首先就是在抗震設(shè)計(jì)中,有目的性地來進(jìn)行薄弱位置的控制,保證足夠的變形能力承受一定等級(jí)的地震,而薄弱層又不會(huì)發(fā)生偏離,這是強(qiáng)化建筑結(jié)構(gòu)整體抗震性能的最關(guān)鍵的要素。其次要構(gòu)建建筑抗震結(jié)構(gòu)的體系,通過數(shù)個(gè)延展性較好的個(gè)體組成并協(xié)調(diào)各個(gè)部分的工作。例如框架的剪力墻基本機(jī)構(gòu),要包括延性框架和剪力墻兩部分,或者是雙肢、多肢剪力墻組成。再次,要警惕余震,在等級(jí)比較高的地震之后,通常會(huì)伴隨多次余震,因此在建筑建構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)一道防線是不夠的。建筑的抗震結(jié)構(gòu)體系要最大程度提升內(nèi)外的冗余度,并構(gòu)建一定數(shù)量的屈服區(qū)域,建筑的主體耗能構(gòu)件要具備良好的延性與剛度,以便于吸收大量的地震能量,實(shí)現(xiàn)提高抗震性的基本目標(biāo)。
二、建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題
1.高層建筑較多
目前我國(guó)城市的高層建筑數(shù)量上漲,從高層建筑的混凝土機(jī)構(gòu)以及相關(guān)的技術(shù)來看,一些高層建筑超過了國(guó)家的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。通過工程師的調(diào)查論證以及模型震動(dòng)模擬實(shí)驗(yàn)顯示,在地震的環(huán)境下,一些超過國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)限制的高層建筑,其自身的破壞力程度會(huì)極大提升。建筑高度的提升也會(huì)導(dǎo)致一些參數(shù)發(fā)生改變,例如建筑的延性要求、安全指標(biāo)等,所以更容易受到外力的破壞。
2.材料與結(jié)構(gòu)存在缺陷
我國(guó)建筑的主要材料以鋼筋混凝土為主,在抗震設(shè)計(jì)中,需要充分考慮變形的把控以及位移的限制問題,如果建筑的結(jié)構(gòu)內(nèi)部變形較大,僅僅依賴剛度較差的鋼框架,是很難解決側(cè)移的難題,不但增大了鋼結(jié)構(gòu)的負(fù)荷,而且也大大降低了抗震效果。對(duì)于建筑整體而言,內(nèi)部結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵,轉(zhuǎn)換層的剛度直接影響到建筑的抗震效能。因此,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,如果存在加強(qiáng)層或者是轉(zhuǎn)換層,則要更加謹(jǐn)慎進(jìn)行結(jié)構(gòu)模式設(shè)計(jì),嚴(yán)格控制建筑剛度,降低地震帶來的危害。
3.建筑軸壓比和短柱設(shè)置不完備
在一些高層建筑中,通常情況下為了控制柱的軸壓比例,導(dǎo)致柱子的斷面較大,但是柱的其他方向的鋼筋卻是高強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋,這樣一來,柱的斷面尺寸很難縮小。將柱的軸壓比控制在一定范圍內(nèi),目的是保證柱子處在一個(gè)大偏壓的狀態(tài),避免因?yàn)榈卣饘?dǎo)致鋼筋拉伸至屈服狀態(tài)。建筑的混凝土一旦發(fā)生破碎,則柱的變形能力降低,吸收地震能量的能力也降低,建筑的抗震能力就大大縮減。
三、建筑抗震設(shè)計(jì)理念分析
1.合理確定建筑結(jié)構(gòu)類型
建筑抗震的設(shè)計(jì)理念,首先要合理選擇建筑的機(jī)構(gòu)類型。在高層建筑中,建筑垂直方向的負(fù)荷主要是使建筑產(chǎn)生軸向力,而水平方向的負(fù)荷抓喲是保證建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生彎矩。建筑的高度增加,垂直方向負(fù)荷保持不便,而水平方向的負(fù)荷的承載作用力就會(huì)大大提升,這時(shí)地震引起的建筑側(cè)移就比較小,然后再水平方向的側(cè)移參數(shù)就相對(duì)較大,與建筑的整體高度呈幾何變化。所以,高層建筑的結(jié)構(gòu)選擇,要重點(diǎn)對(duì)于水平方向負(fù)荷進(jìn)行把控,并在設(shè)計(jì)中,不降低建筑的主要功能。由此可見,切實(shí)可行的建筑結(jié)構(gòu),不僅呈現(xiàn)最優(yōu)的結(jié)構(gòu)性能,還能保證自身的抗震效果。
2.弱化建筑結(jié)構(gòu)的自重
地基條件相同的環(huán)境下,如果對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震方面的設(shè)計(jì),如果可以最大程度降低結(jié)構(gòu)自身的重量,那么就意味著可以提高建筑的高度,這樣一來就實(shí)現(xiàn)了對(duì)于地基工程成本的控制。如果建筑地區(qū)的土地土質(zhì)比較松軟,通過弱化建筑自重的優(yōu)勢(shì)更加突出,同時(shí)還要注意,地震的影響力與建筑的整體質(zhì)量是成正比的,如果在較強(qiáng)的地震的影響下,建筑的重心偏上,整體的傾覆力矩就會(huì)極大提升。綜上所述,為了降低帶來的負(fù)面影響,在建筑的設(shè)計(jì)中,可以通過在墻體工程時(shí)使用質(zhì)量較輕的材料,以此來減輕自身的重量。
3.增加抗震防線的數(shù)量
在等級(jí)較高的地震之后,通常還會(huì)發(fā)生數(shù)次余震,所以對(duì)于建筑的抗震設(shè)計(jì)而言,一道防線是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。如果建筑的防線在第一次地震后遭到破壞,那么建筑在余震中,就會(huì)受到更加嚴(yán)重的損害,發(fā)生倒塌事故。在建筑的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)中,要將余震的因素考慮在內(nèi),通過構(gòu)建多個(gè)延性較好的分支體系,在發(fā)生較強(qiáng)的地震時(shí),通過良好的延性來相互協(xié)調(diào)作用,抵抗地震的帶來的損害。如果發(fā)生第二次地震,即在本區(qū)域的抗震設(shè)防的強(qiáng)度之下時(shí),建筑結(jié)構(gòu)就會(huì)由屈服狀態(tài)發(fā)展到非彈性變形狀態(tài),這時(shí)對(duì)于建筑可能會(huì)造成輕微的破壞。如果建筑受到第三次地震,即比本區(qū)域的抗震設(shè)防程度更高的情況下,雖然會(huì)對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)造成相對(duì)嚴(yán)重的損害,但是建筑不至于發(fā)生倒塌,也不會(huì)造成生命財(cái)產(chǎn)損害。
4.提升建筑的抗震能力
在等級(jí)較高的地震的作用下,建筑的構(gòu)件的安全儲(chǔ)備程度就會(huì)下降。建筑內(nèi)的構(gòu)建的實(shí)際的承載能力,通過參數(shù)的計(jì)算分析,可以判斷出整個(gè)建筑的薄弱位置,這對(duì)于強(qiáng)化建筑的抗震能力及其關(guān)鍵。與此同時(shí),要保證建筑樓層的基本承載力與彈性受力的比值呈規(guī)律性變化,這個(gè)比值一旦發(fā)生急劇的改變,建筑內(nèi)部機(jī)構(gòu)的塑性內(nèi)里就會(huì)變形,而避免地震能量集中在建筑的某個(gè)部位,就要調(diào)整機(jī)構(gòu)內(nèi)部的承載能力,協(xié)調(diào)建筑對(duì)于地震的能量吸收效果。
5.綜合考慮建筑位移問題
我國(guó)的建筑的抗震設(shè)計(jì),通常以承載力作為重要參數(shù),通過分析建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變形,對(duì)于內(nèi)力進(jìn)行組合,以提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。除此之外,為了根據(jù)基礎(chǔ)位移的狀況來進(jìn)行建筑的抗震設(shè)計(jì),要深入了解結(jié)構(gòu)變形的情況以及與配筋的關(guān)系,并采取行之有效的設(shè)計(jì)方式,以便建筑的結(jié)構(gòu)進(jìn)入到抗震階段,開始對(duì)于自身的變形進(jìn)行控制。除了等級(jí)較低的地震,對(duì)于強(qiáng)烈的地震,建筑的位移也關(guān)系到結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)。
結(jié)束語:
目前,在建筑抗震的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面,我國(guó)學(xué)者通過不斷努力已經(jīng)取得了顯著成果,但是由于地震的不確定性以及地震原因的不可預(yù)測(cè)性,在建筑抗震設(shè)計(jì)方面還有許多需要改進(jìn)的方面。其中不僅要綜合考慮影響到建筑抗震的多種因素,而且要樹立先進(jìn)的抗震設(shè)計(jì)理念,合理確定建筑結(jié)構(gòu)類型,.弱化建筑結(jié)構(gòu)的自重,增加建筑抗震防線的數(shù)量,并不斷提升建筑的抗震能力,綜合考慮建筑位移,在設(shè)計(jì)過程中嚴(yán)格遵守相關(guān)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),保證建筑設(shè)計(jì)的科學(xué)性,建筑抗震技術(shù)必然會(huì)得到進(jìn)一步的飛躍式發(fā)展。
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關(guān)鍵詞: 砌體結(jié)構(gòu),抗震,設(shè)計(jì),房屋
1 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題
現(xiàn)今房屋建筑中的砌體結(jié)構(gòu)存在各種問題導(dǎo)致砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能差,這些問題由砌體結(jié)構(gòu)的材料或設(shè)計(jì)等因素造成。想要彌補(bǔ)房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震性能差的缺陷,就需要認(rèn)真研究房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的不同因素造成的問題,做到有的放矢,有針對(duì)性的提出解決方法。
1.1 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不規(guī)范
房屋建筑需要按統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范進(jìn)行建造,遵守相關(guān)法律法規(guī),達(dá)到相關(guān)的安全標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)也有有關(guān)房屋建筑抗震的法律法規(guī)要求,建造房屋建筑時(shí)達(dá)到法律要求的這些標(biāo)準(zhǔn),有利于提高房屋的抗震性能,在地震中更好的保護(hù)人員與財(cái)產(chǎn)安全。然而現(xiàn)實(shí)生活中,在房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,常常出現(xiàn)房屋超層或超高等有違建筑設(shè)計(jì)規(guī)律的現(xiàn)象。而這一現(xiàn)象在建筑的底層是商鋪時(shí)出現(xiàn)的更多,有時(shí)更是會(huì)出現(xiàn)高度超出限值1 m 以上這一嚴(yán)重降低房屋建筑抗震性的現(xiàn)象。
在作為住宅的房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中,不遵守設(shè)計(jì)規(guī)范的現(xiàn)象也時(shí)有出現(xiàn)。為了吸引購(gòu)房者,房地產(chǎn)商在進(jìn)行房屋建筑的設(shè)計(jì)時(shí),會(huì)為了滿足購(gòu)房者的購(gòu)房心理,做出違反房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)律的設(shè)計(jì)。如為了滿足購(gòu)房者追求大客廳的心理,在設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)設(shè)計(jì)大開閘或制作大門洞,由此造成門洞間墻只有240 mm?;蚴菫榱藵M足部分大空間需要,在房屋建筑的底層或頂層采用“混雜”結(jié)構(gòu)體系,局部采用鋼筋混凝土內(nèi)框架結(jié)構(gòu)。當(dāng)這些局部的尺寸與需要不相符,建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)混雜時(shí),房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中往往沒有與之相關(guān)的加強(qiáng)措施,無法及時(shí)應(yīng)對(duì)這些臨時(shí)事件,會(huì)使房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震性能進(jìn)一步降低。
1.2 砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不完善
或是由于抗震理念樹立的不到位,或是由于進(jìn)行房屋建筑其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)不足,或是由于設(shè)計(jì)者專業(yè)水平不夠,在房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)總是會(huì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)不完善的現(xiàn)象,或是交代不清楚,或是忽視建材采用標(biāo)準(zhǔn)。例如,在多層磚房砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),有時(shí)相近的多層磚房也會(huì)采用等級(jí)相差甚遠(yuǎn)的砌體或是采用區(qū)別較大的抗震措施。在構(gòu)造柱和圈梁的設(shè)置上,有些設(shè)計(jì)有較大的富余,有些設(shè)計(jì)則會(huì)設(shè)置的不足,并且多數(shù)設(shè)計(jì)會(huì)出現(xiàn)設(shè)計(jì)不完整或未交待清楚的現(xiàn)象。
另外,出于施工便捷或節(jié)約成本的考慮,不少民房會(huì)選擇柔性的條形基礎(chǔ)來應(yīng)用在房屋建筑的砌體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)中。但是,這樣會(huì)使房屋建筑存在安全隱患,一旦有地震發(fā)生,缺乏嚴(yán)密的整體性的房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)會(huì)極易被破壞,從而使得墻體有裂縫產(chǎn)生,最終導(dǎo)致房屋極易坍塌,在地震中給人員的人身安全造成威脅。
2 房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)
為達(dá)到“小震不壞”“中震可修”“大震不倒”這三個(gè)我國(guó)建筑抗震設(shè)防水準(zhǔn)的目標(biāo),提高房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)的抗震性,對(duì)房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì),需要針對(duì)房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的問題與砌體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)提出方案。
2.1 抗震概念設(shè)計(jì)
在房屋的高度和層數(shù)上,根據(jù)相關(guān)法律規(guī)定,多層砌體承重房屋,墻的厚度應(yīng)該不小于240mm。并且由于砌體結(jié)構(gòu)的高度層數(shù)與地震災(zāi)害中建筑的破壞程度成正比,采用砌體結(jié)構(gòu)的房屋建筑的總層數(shù)不應(yīng)超過GB50003-2001砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震設(shè)計(jì)中所要求的條件。在結(jié)構(gòu)體系上,應(yīng)在條件允許的情況下率先使用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結(jié)構(gòu)體系,同時(shí)注重提升墻體中薄弱環(huán)節(jié)的抗震能力,使墻體均勻受力并避免因一處破壞導(dǎo)致整個(gè)墻體乃至整個(gè)單元結(jié)構(gòu)的坍塌。在立面布置與平面布置方面,建筑的平面布置和抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置最好做到規(guī)則、對(duì)稱,平面形狀應(yīng)有良好的整體作用。如無必要情況,在房屋建筑的屋頂不要有大會(huì)議室等空曠房間,在房屋建筑的底層不要設(shè)計(jì)較多的大門洞,即使一定要進(jìn)行這樣的設(shè)計(jì),也要有必需的配套方案來加強(qiáng)薄弱環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)與建設(shè),以彌補(bǔ)由此造成的不對(duì)稱等情況,防止房屋建筑抗震性大幅度降低。
2.2 抗震設(shè)計(jì)中的抗震措施
在布置與實(shí)施具體的抗震措施之前,要注意進(jìn)行抗震計(jì)算這一工作??拐鹩?jì)算是房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)的重要組成部分,能為實(shí)施抗震措施提供數(shù)據(jù)支持,使得抗震措施能夠準(zhǔn)確有效的解決安全隱患??梢允褂脭M靜力法即底部剪力法進(jìn)行一般性的計(jì)算,但是也要考慮到現(xiàn)實(shí)生活中的多種因具體情況而異的地震效應(yīng),靈活的進(jìn)行計(jì)算。
構(gòu)造柱及圈梁設(shè)置方面,正確使用構(gòu)造柱能有效提高砌體結(jié)構(gòu)房屋建筑的抗震性,而且圈梁的設(shè)置經(jīng)事實(shí)證明對(duì)抵抗地震災(zāi)害也是行之有效的,并且圈梁還有經(jīng)濟(jì)方便的優(yōu)點(diǎn)。但在構(gòu)造柱的使用中要注意設(shè)置構(gòu)造柱不能破壞或改變砌體的剛性性質(zhì),并且構(gòu)造柱的截面不能太多,構(gòu)造柱也不能有太多的配筋。構(gòu)件間的連接方面,構(gòu)造柱應(yīng)與每層的圈梁連接以保障房屋建筑的頂蓋的穩(wěn)定。為達(dá)到最佳抗震效果,構(gòu)造柱與磚墻的連接處最好砌成馬牙槎。墻體轉(zhuǎn)角、T字或十字交接處應(yīng)同時(shí)砌筑以保護(hù)墻與墻的連接處,加強(qiáng)這一薄弱點(diǎn)的抗震性能。構(gòu)造柱應(yīng)從下一層伸到屋頂間頂部并與頂部圈梁連接來穩(wěn)定屋頂間的連接。懸臂構(gòu)件的連接部分也是不可忽視的部分之一,女兒墻的穩(wěn)定措施6度~8度時(shí),240mm厚無錨固女兒墻高度不宜超過0.5m。各處間的連接屬于房屋建筑的薄弱部分,尤其應(yīng)該加以關(guān)注以采取加強(qiáng)措施。房屋整體性及剛度方面,要注意提高砌體結(jié)構(gòu)房屋建筑的整體性與剛度,這是由于建筑物整體的穩(wěn)定性和空間的整體剛度能夠?qū)Ψ课萁ㄖ目拐鹉芰ζ饹Q定性作用。另外,要注意合理增加墻體面積與砂漿強(qiáng)度,墻體面積的增加與砂漿強(qiáng)度的提升能有效提高砌體結(jié)構(gòu)房屋建筑的抗震能力。