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摘 要:地震灾害作为具有突发性高、危害性大等特点的的自然灾害,在现阶段还不能够很好的被人们所预测。所以,当地震灾害发生时,特别是当大的地震灾害突然发生在城市等人口密集度高的地區,就会给人们带来巨大的生命、财产损失。这就要求城市建筑工程的设计人员要从地震灾害中吸取教训,加强建筑结构的抗震性,从而给人们提供一个可以做到“小震不坏,中震可修,大震不倒”的建筑物。因此,本文在针对建筑结构抗震设计进行分析的基础上,提出了提高建筑结构抗震性的方法。
关键词:地震灾害、建筑结构设计、抗震设计、要点
随着我国经济的快速发展,我国的城市规模变得越来越大、人口也越来越向城市集中,从而在给建筑行业提供良好的发展机遇的同时,也给城市建筑结构的抗震性等方面提出了更高的要求。因此,为了提高城市建筑的抗震性,设计人员在设计建筑结构的过程中,应该按照《建筑抗震设计规范》中所制定的建筑结构的抗震设计要求,结合施工现场的实际情况制定有效的结构抗震措施,加强局部薄弱环节的抗震能力,从而全面提高建筑结构的抗震性。
一、抗震设计的概况
现阶段,建筑结构的抗震设计可以分为概念设计和理论设计两个方面,而在一般情况下,我们将建筑结构的概念设计作为抗震设计的重点。概念设计指的是在设计过程中,特别是在遇到规范中难以规定的问题或一些难以做出精确理性分析的问题时,依据建筑结构不同部分的分体系与整个建筑结构的整体体系之间的力学关系、建筑结构的破坏机理、地震灾害的特点、工程经验以及实验现象中所得到的基本设计思路与设计原则,从建筑结构的整体角度出发来设计建筑结构各部分抗震结构的设计方法。由于,这种办法具有概念清楚、定性准确、使用方法简单、经济效益高、可靠性高等优点,在现阶段的建筑设计中得到了广泛的应用。
二、建筑结构的主要隔震措施
在设计建筑物的抗震方案时,为了提高建筑物的抗震能力,我们通常会采用对建筑物的地基进行特殊处理、对建筑结构的上部进行防震设计等方式来提高建筑物的抗震能力。其中,最重要的一个环节就是在建筑物的底部的关键部位采取隔震措施的方式。现阶段,根据隔震层的部位不同,常见的隔震设计有以下几种。
1、在建筑物地基处采用特殊材料进行隔震
建筑物的基础隔震指的是,通过采用特殊方式对建筑物的地基进行处理,削弱地震灾害发生时的地震波动,从而减少地震对建筑物造成的损害。在传统的建筑工艺中,设计人员一般采用在地基处直接设置粘土或砂子,或者交替铺上粘土和砂子的方式来设置垫层。在中国建筑历史上,还曾出现过以糯米为原材料来处理建筑物地基垫层,从而减少地震波动对建筑物产生的影响。而近几年来,随着科技的不断进步,有关部门在处理建筑地基方面的施工工艺有了突破性的进展,并研制出了一种以沥青为原料的特殊防震材料,而以此材料铺置的隔震层有着更好的防震效果。
2、在建筑结构的基础部位设置隔震装置减震
这种隔震方式主要是指通过将特殊隔震装置设置在建筑结构的基础部位和建筑物的上层之间,从而有效地减少向上传递的波动能量。而在最好的设置情况下,这种方法最多可以减少地震对建筑物所产生的2/3的能量。然而,在高层建筑物中使用这种隔震方式时,由于这种装置会延长建筑结构自身的自振周期,从而减少了这种隔震方式的隔震效果,从而不太适用于高层建筑物的隔震。因此,在一般情况下,设计人员会采用粘弹性隔震或摩擦滑移隔震等方式,向高层建筑中安装橡胶垫或混合隔震装置等装置来提高高层建筑的隔震效果。
3、建筑物的层间隔震措施
建筑物层间隔震方法和在建筑物基础部位设置隔震装置等办法相比,其效果不是十分理想,在一般情况下这种隔震方法只能减少10%-30%的地震能量。然而,由于这种隔震方法有施工简单、容易操作的优点,使得它在旧房改建工程中得到了广泛的应用。建筑物层间隔震法的隔震原理和基础隔震的隔震原理基本相同,它主要是依靠设置在建筑结构中每个层间的减震装置和隔震装置来吸收和削弱地震的传播能量,从而降低地震对建筑物产生的损害。
4、建筑结构的悬挂隔震措施
悬挂隔震指的是将建筑物的部分结构悬挂起来,使地震来临时,地震所产生的能量不能传递给悬挂建筑结构,从而降低地震对建筑结构所产生的损害。在一般情况下,悬挂隔震方式常用于大型的钢结构,而大型钢结构常使用钢结构悬挂体系来进行隔震。大型钢结构常分为主框架和子框架,在钢结构的悬挂体系中,通常使用吊杆或索链将子框架悬挂于主框架的上方。如此一来,当地发生地震时,主框架虽然会因为地震动摇,但由于子框架和主框架之间是靠吊杆或锁链连接的,因此,地震产生的能量在传递到子框架时会被削弱,从而不至于破坏子框架的结构。
三、建筑结构设计中经常使用的减震技术
现阶段,设计人员在设计建筑物时,设计人员会在建筑结构中经常使用消能减震技术来增加建筑结构的阻尼,降低地震灾害给建筑结构带来的能量波动,从而减少地震给建筑物带来的损害。随着科学技术的不断发展,用来保护建筑物、降低地震对建筑物损伤的元件和装置有很多,使用基本上都是不同种类的阻尼器和消能器,而我们习惯把这些装置分为粘滞型和滞回型两种。而在一般情况下,我们常见的减震技术有以下几种。
1、 新建建筑物的结构设计
随着建筑设计理念的不断发展和人们安全意识的不断提高,人们对建筑结构隔震、减震方面的功能越来越重视。设计人员在设计建筑结构时,除了采用特殊的处理方法对建筑结构的基础部位进行处理之外,还可以使用消能减震的建筑元件或相关的装置来降低地震对建筑物的作用力,提高建筑物的抗震效果,从而保护人们的生命财产安全。
2、对建成建筑物的抗震加固
在设计建筑结构的隔震方案时,施工单位一定要在没有施工之前按照设计人员提出的隔震设计要求去完成相应的准备工作。如果时间太过仓促准备不及的话,最迟也要在施工的过程中在建筑结构的关键部位安装具有隔震效果的特殊装置。如果建筑物已经施工完成而没能在建筑过程中采取有效地抗震措施的话,施工单位就采用增加阻尼的办法,在建筑结构上增加减震、隔震在装置,从而提高建筑结构进行抗震能力。
四、其他减震措施
1、无粘结支撑体系减震问题
无粘结支撑体系是现阶段建筑物结构减震体系中最有效果的体系之一。无粘结支撑体系主要是通过科学合理的设计,使建筑架构中的外包钢管和内核钢之间无粘结合,且在建筑结构中形成一个能够自由华升的层面,在发生地震灾害时,通过外部钢管和内部钢管之间的配合来降低地震的能量,从而保护建筑结构。
2、建筑物走向设计抗震问题
由于地震是由地壳的运动所引发的,它与地质结构有着非常重要的关系。所以,施工单位在选择建筑物所在地时,要充分考虑建筑物所在地的地质特点,分析当地的地震震向,避免建筑结构的走向与地震能量所传递的方向平行,尽量使两者的方向能够垂直,从而提高建筑物的抗震能力。
五、结束语
由于建筑结构的抗震能力是关系到人们生命财产的重要问题。因此,设计人员在设计建筑结构时,必须要将建筑物的抗震能力放在重要的位置进行考虑。此外,在具体施工的过程中,施工单位也要采取适当的措施,尽量提高建筑物的抗震能力,从而为保障人们的生命财产安全作出应用的贡献。
参考文献:
[1]杨学林,益德清.多塔楼高层建筑结构振动特性与抗震设计[J].工程力学出版社,2001.18(2).
[2]倪国葳,赵亚敏,苏幼坡.框架隔震建筑设计方法及应用[J].世界地震工程,2005,21(4):113-118.
[3]徐培福,肖从真,王翠坤.架空连廊的震害及设计建议[J].建筑结构,2004(1),第3卷第1期:51~52.
[4]刘晶波等.大跨高层连接体建筑结构动力分析[J].建筑结构学报.2004,第25卷第l期:45~52(2).
关键词:地震灾害、建筑结构设计、抗震设计、要点
随着我国经济的快速发展,我国的城市规模变得越来越大、人口也越来越向城市集中,从而在给建筑行业提供良好的发展机遇的同时,也给城市建筑结构的抗震性等方面提出了更高的要求。因此,为了提高城市建筑的抗震性,设计人员在设计建筑结构的过程中,应该按照《建筑抗震设计规范》中所制定的建筑结构的抗震设计要求,结合施工现场的实际情况制定有效的结构抗震措施,加强局部薄弱环节的抗震能力,从而全面提高建筑结构的抗震性。
一、抗震设计的概况
现阶段,建筑结构的抗震设计可以分为概念设计和理论设计两个方面,而在一般情况下,我们将建筑结构的概念设计作为抗震设计的重点。概念设计指的是在设计过程中,特别是在遇到规范中难以规定的问题或一些难以做出精确理性分析的问题时,依据建筑结构不同部分的分体系与整个建筑结构的整体体系之间的力学关系、建筑结构的破坏机理、地震灾害的特点、工程经验以及实验现象中所得到的基本设计思路与设计原则,从建筑结构的整体角度出发来设计建筑结构各部分抗震结构的设计方法。由于,这种办法具有概念清楚、定性准确、使用方法简单、经济效益高、可靠性高等优点,在现阶段的建筑设计中得到了广泛的应用。
二、建筑结构的主要隔震措施
在设计建筑物的抗震方案时,为了提高建筑物的抗震能力,我们通常会采用对建筑物的地基进行特殊处理、对建筑结构的上部进行防震设计等方式来提高建筑物的抗震能力。其中,最重要的一个环节就是在建筑物的底部的关键部位采取隔震措施的方式。现阶段,根据隔震层的部位不同,常见的隔震设计有以下几种。
1、在建筑物地基处采用特殊材料进行隔震
建筑物的基础隔震指的是,通过采用特殊方式对建筑物的地基进行处理,削弱地震灾害发生时的地震波动,从而减少地震对建筑物造成的损害。在传统的建筑工艺中,设计人员一般采用在地基处直接设置粘土或砂子,或者交替铺上粘土和砂子的方式来设置垫层。在中国建筑历史上,还曾出现过以糯米为原材料来处理建筑物地基垫层,从而减少地震波动对建筑物产生的影响。而近几年来,随着科技的不断进步,有关部门在处理建筑地基方面的施工工艺有了突破性的进展,并研制出了一种以沥青为原料的特殊防震材料,而以此材料铺置的隔震层有着更好的防震效果。
2、在建筑结构的基础部位设置隔震装置减震
这种隔震方式主要是指通过将特殊隔震装置设置在建筑结构的基础部位和建筑物的上层之间,从而有效地减少向上传递的波动能量。而在最好的设置情况下,这种方法最多可以减少地震对建筑物所产生的2/3的能量。然而,在高层建筑物中使用这种隔震方式时,由于这种装置会延长建筑结构自身的自振周期,从而减少了这种隔震方式的隔震效果,从而不太适用于高层建筑物的隔震。因此,在一般情况下,设计人员会采用粘弹性隔震或摩擦滑移隔震等方式,向高层建筑中安装橡胶垫或混合隔震装置等装置来提高高层建筑的隔震效果。
3、建筑物的层间隔震措施
建筑物层间隔震方法和在建筑物基础部位设置隔震装置等办法相比,其效果不是十分理想,在一般情况下这种隔震方法只能减少10%-30%的地震能量。然而,由于这种隔震方法有施工简单、容易操作的优点,使得它在旧房改建工程中得到了广泛的应用。建筑物层间隔震法的隔震原理和基础隔震的隔震原理基本相同,它主要是依靠设置在建筑结构中每个层间的减震装置和隔震装置来吸收和削弱地震的传播能量,从而降低地震对建筑物产生的损害。
4、建筑结构的悬挂隔震措施
悬挂隔震指的是将建筑物的部分结构悬挂起来,使地震来临时,地震所产生的能量不能传递给悬挂建筑结构,从而降低地震对建筑结构所产生的损害。在一般情况下,悬挂隔震方式常用于大型的钢结构,而大型钢结构常使用钢结构悬挂体系来进行隔震。大型钢结构常分为主框架和子框架,在钢结构的悬挂体系中,通常使用吊杆或索链将子框架悬挂于主框架的上方。如此一来,当地发生地震时,主框架虽然会因为地震动摇,但由于子框架和主框架之间是靠吊杆或锁链连接的,因此,地震产生的能量在传递到子框架时会被削弱,从而不至于破坏子框架的结构。
三、建筑结构设计中经常使用的减震技术
现阶段,设计人员在设计建筑物时,设计人员会在建筑结构中经常使用消能减震技术来增加建筑结构的阻尼,降低地震灾害给建筑结构带来的能量波动,从而减少地震给建筑物带来的损害。随着科学技术的不断发展,用来保护建筑物、降低地震对建筑物损伤的元件和装置有很多,使用基本上都是不同种类的阻尼器和消能器,而我们习惯把这些装置分为粘滞型和滞回型两种。而在一般情况下,我们常见的减震技术有以下几种。
1、 新建建筑物的结构设计
随着建筑设计理念的不断发展和人们安全意识的不断提高,人们对建筑结构隔震、减震方面的功能越来越重视。设计人员在设计建筑结构时,除了采用特殊的处理方法对建筑结构的基础部位进行处理之外,还可以使用消能减震的建筑元件或相关的装置来降低地震对建筑物的作用力,提高建筑物的抗震效果,从而保护人们的生命财产安全。
2、对建成建筑物的抗震加固
在设计建筑结构的隔震方案时,施工单位一定要在没有施工之前按照设计人员提出的隔震设计要求去完成相应的准备工作。如果时间太过仓促准备不及的话,最迟也要在施工的过程中在建筑结构的关键部位安装具有隔震效果的特殊装置。如果建筑物已经施工完成而没能在建筑过程中采取有效地抗震措施的话,施工单位就采用增加阻尼的办法,在建筑结构上增加减震、隔震在装置,从而提高建筑结构进行抗震能力。
四、其他减震措施
1、无粘结支撑体系减震问题
无粘结支撑体系是现阶段建筑物结构减震体系中最有效果的体系之一。无粘结支撑体系主要是通过科学合理的设计,使建筑架构中的外包钢管和内核钢之间无粘结合,且在建筑结构中形成一个能够自由华升的层面,在发生地震灾害时,通过外部钢管和内部钢管之间的配合来降低地震的能量,从而保护建筑结构。
2、建筑物走向设计抗震问题
由于地震是由地壳的运动所引发的,它与地质结构有着非常重要的关系。所以,施工单位在选择建筑物所在地时,要充分考虑建筑物所在地的地质特点,分析当地的地震震向,避免建筑结构的走向与地震能量所传递的方向平行,尽量使两者的方向能够垂直,从而提高建筑物的抗震能力。
五、结束语
由于建筑结构的抗震能力是关系到人们生命财产的重要问题。因此,设计人员在设计建筑结构时,必须要将建筑物的抗震能力放在重要的位置进行考虑。此外,在具体施工的过程中,施工单位也要采取适当的措施,尽量提高建筑物的抗震能力,从而为保障人们的生命财产安全作出应用的贡献。
参考文献:
[1]杨学林,益德清.多塔楼高层建筑结构振动特性与抗震设计[J].工程力学出版社,2001.18(2).
[2]倪国葳,赵亚敏,苏幼坡.框架隔震建筑设计方法及应用[J].世界地震工程,2005,21(4):113-118.
[3]徐培福,肖从真,王翠坤.架空连廊的震害及设计建议[J].建筑结构,2004(1),第3卷第1期:51~52.
[4]刘晶波等.大跨高层连接体建筑结构动力分析[J].建筑结构学报.2004,第25卷第l期:45~52(2).