提高建筑结构抗地震倒塌能力的设计思想与方法

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  摘要:建筑工程结构的抗震能力是建筑结构质量高低的一个重要指标,随着近年来很多地震灾害的出现,加强对建筑结构抗震能力的提升,成为建筑工程建设的一个重要方面。建筑物在地震中所遭受的损害程度,可以通过提高建筑物的抗地震倒塌能力来相应地减少。本文浅述了建筑结构抗地震倒塌能力提高的方法。
  关键词:建筑结构; 抗地震能力; 设计
  地震是一种比较常见的自然灾害现象,对于建筑结构而言具有巨大的破坏力,地震造成的建筑结构倒塌往往会对人们的生命财产安全带来很大的威胁。随着近年来各种地震灾害的频繁出现,在建筑设计中,加强对建筑结构抗地震灾害能力的提升,是建筑过程中要考虑的一个重要方面。在现代化的设计中,如何通过对建筑结构的改造,来提升抗地震倒塌能力,是十分重要的课题。本文浅述了地震力对建筑结构的破坏形式、影响建筑结构抗震能力的原因以及加强抗震能力提升的措施。
  一、建筑结构受地震力影响时的破坏形式
  地震是一种常见的自然灾害现象,对建筑结构会有很大的的稳定性会有很大的影响。在地震灾害中,地震力对建筑结构的破坏形式主要有以下几种。
  第一,地震力会对建筑结构的地基产生破坏。当地震灾害来临时,建筑结构的很多部分都会受到影响,比如地基的土质、岩层的结构等。如果地震所产生的的力的加速度比较小或者地质比较坚硬时,往往会对土层以及各种岩石产生比较大的作用,使其变形,最终表现出来的形式就是地基遭受到一些损害,影响了建筑结构的整体性能,比如建筑结构下沉、倾斜等,都有可能出现。第二,导致建筑结构出现上下颠簸的现象。地震中的纵波是地震的重要部分,纵波是一种上下震动的波动形式,作用在建筑结构上,往往会引起建筑结构的上下颠簸。在建筑结构的设计中,如果纵向的稳定性不够牢固,那么受到地震力的影响就会很大。建筑结构的上下颠簸会导致底层的柱子与建筑物的墙体之间的荷载增大,最后超过相应的承受能力,导致建筑物的倒塌。第三,地震力会导致建筑物在横向方向上出现摆动。出现这种情况主要是由于地震力的横波作用导致的,地震力中的横波作用在建筑物中就相当于在水平方向上对建筑物施加一个力,当这个力超过了建筑物横向上的最大承受力,往往会导致建筑结构出现倾斜或者倒塌。第四,地震力会导致建筑结构出现水平或者竖直方向上的扭转。由于横波与纵波的共同作用,会形成一种旋转的地震力,导致建筑结构绕着纵向或者横向方向进行扭转,这种扭转力对建筑结构的影响很大,往往会导致建筑结构的变形,最终出现倒塌等现象。
  现代的建筑结构中虽然对抗震能力进行了相应的提升,但是仍然还是存在一些地震的隐患,比如汶川地震灾区,设防的烈度为6至7度,设计的“大震”是0至8度,但是由于地震的程度的不可预见性,当时的地震中部分震区达到了9至11度。因此尽管当前的建筑结构均加强了抗地震能力的设计,但仍然还是存在一些地震隐患。
  二、如何提高建筑结构抗地震倒塌能力
  随着地震灾害的频繁出现,在建筑结构的设计中,应该要加强对建筑结构抗震能力的提升,这也是建筑施工单位考虑的一个重要课题。为了提高建筑结构抗地震倒塌能力,可以从以下几个方面着手。
  (一)改变总体的设计理念,加强质量把关。在现代建筑设计中,对建筑结构的抗震能力要作为一个重要的指标进行考虑,在进行建筑结构的设计时应该要将建筑结构的抗地震倒能力作为一个重要的出发点,提高设计人员的抗震意识,在建筑结构的设计中应用这一理念。因此在进行建筑设计时要尽量选用平面对称、体系刚度和承载能力连续变化、质量变化合适的建筑设计方案。此外,在建筑施工方面,应该要加强对其建筑施工水平和能力的控制,建筑施工队伍的施工水平和质量对建筑结构的抗震能力有很大影响。因此在实际的施工过程中,应该要加强对施工队伍的质量控制,把好质量关。建筑施工单位应该要严格地按照相应的技术标准和法律法规进行施工,严格执行具体的建筑结构设计,提高建筑结构的抗震能力。此外还要加强对结构系统的整体性的研究,重视对建筑结构系统的整体性、鲁棒性、牢固性等方面的研究,通过科学合理的结构系统进行抗震设计以及构造,利用不同层次构件之间的作用,可以增强其整体性能,提高抗震能力。
  (二)对建筑物建筑场地以及建筑材料进行合理的选择。建筑结构的场地选择是否得当,也是建筑结构能不能抵抗地震灾害的一个重要因素。因此在建筑结构设计的场地选择中,要尽量避免选择已发生崩塌的山崖、泥石流地带,可以尽量避免地震灾害的出现,在进行建筑设计和建设之前,要对选址进行仔细的勘察,充分调查建筑地的实际地质情况,并且进行选择合适的建筑场地,避开地震断层带,以防止地震力对建筑结构带来影响和损害。在建筑材料的选择方面要尽量选择抗震性能比较好的材料。当前有的施工单位为了保证利益在材料的选择以及使用方面往往出现一些偷工减料的不合格现象,并没有选择具有良好抗震能力的材料进行施工,导致建筑结构的稳定性以及抗震能力有所降低。因此为了提高建筑结构的抗震能力,在材料的选择方面一定要把好关,对于不合格的材料严禁进入施工现场。
  (三)在建筑结构的局部进行抗震能力的提升。地震对建筑结构的破坏,一般是地震波的三种传播方式造成的,其中纵波对建筑结构的影响相对较小一些,横波对建筑结构的影响和破坏力度更大,因此在实际的建筑设计过程中,应该要确保建筑的主体结构以及其他构件之间的连接可靠稳定,达到了相应的要求。在建筑结构的设计以及思想方面要高度重视,对建筑结构的主体以及其他构件的连接方面要加强连接,以加强对局部的抗震能力的提升,减少地震灾害对建筑结构的影响。
  (四)采用降低能量减震法进行建筑设计和施工。传统的减震技术往往是利用建筑结构本身对地震的一种延性耗散来降低地震力对建筑结构的影响,在现代化的建筑设计中,传统的减震技术要发生相应的改变,在现代化的设计中,建筑抗震能力的加强一般是通过增加建筑结构的附加阻尼来减少建筑结构受地震的影响。这种技术的适用范围十分广泛,对于当前的很多建筑结构都比较适用,比如当前的钢结构建筑、混凝土结构建筑等,这种抗震原理都是比较适用的。现代设计中的抗震技术的实際效果还与选用的装置之间有密切的联系,这种技术的装置有滞回型和粘滞型,根据原理的不同分为不同的装置类型,应用这种技术的装置有很多,比如摩擦阻尼器、粘滞阻尼器等。降低地震能力的元件一般都是和建筑结构连在一起的,当地震来临时往往能够对地震力进行降低,从而减轻对建筑结构的影响。但是在实际的使用过程中,由于主体结构的变形对减震元件的效果带来影响的现象是不能完全避免的。
  结语
  地震是一种常见的自然灾害现象,往往会引起建筑结构的倒塌,对建筑结构以及人们的生命财产安全带来很大的损失。因此在当前的很多建筑结构设计中,加强对建筑物抗地震倒塌能力的设计变得越来越重要,从建筑设计的理念革新出发,在整个设计施工的过程中,都要加强对建筑结构抗震能力的提升。
  参考文献
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