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建筑结构层等位移延性反应抗震设计方法

摘 要:随着人们对建筑物需求量的增大,建筑企业的数量不断增多,建筑行业的竞争也愈加激烈,为了在市场中稳占一席之地,企业管理者一定要不断的提高管理技术,还要在保证建筑质量的前提下,加快工程进度,从而提高企业的经济效益。人们的生活质量不断提高,对居住环境的舒适性、安全性也有了更高的要求,针对建筑结构层等位移延性反应抗震设计方法进行了介绍,希望可以有效降低建筑震动带来了损失,提高建筑居住的安全性。 

关键词:建筑结构;等位移延性;抗震设计;原则;因素;措施 
  地震等自然灾害对建筑的危害性较强,建筑结构层地震反应是指,在地震作用下,建筑结构发生的变化,其可以导致建筑地基出现位移,也可能破坏建筑结构的稳定性,还可能使建筑结构中间出现内力现象或者变形问题,增加了建筑的安全隐患,必须对其进行防治。为了降低地震反应对建筑的磨损情况,必须对建筑结构层等位移延性反应进行抗震设计,针对设计的方法措施进行了介绍,希望对相关工作人员有所帮助。 
  1 建筑结构层抗震设计的基本原则 
  1.1 建筑施工时,对建筑结构层的构件有着特殊的要求,其必须具有一定的平衡力与刚硬度,可以承受较大的荷载,还要具有一定的延伸性能,保证建筑的结构可以承受最大限度的重力等作用力。 
  1.2 建筑结构构件的剪力墙、节点等特殊位置要进行加固处理,保证其性能达到最佳状态,还要降低建筑结构的弯度以及梁柱的数量。 
  1.3 建筑结构的不同位置,性能也着较大差异,在性能比较低的位置,要对其剪力墙、节点进行加强加固处理,提高其延伸能力与适应性,这样可以保证建筑在地震反应中,将地震损耗降到最低。 
  1.4 由于建筑构件在竖向荷载的作用下,无法代替最重要的消耗能源,所以,建筑设计人员必须在需要防护的地方加筑抗震防线,提高其抗震的能力。 
  1.5 一般在较为强烈的地震过后,还会出现多次余震,所以,在建筑结构的内部,一定要设计出合理的冗余度,使其形成屈服区,可能对抗多次震动,由于建筑结构的构件有着一定差异,所以在设计时必须处理好构件之间的关系。在同一楼层内,重要的消耗构件不能超过其他构件的弹性阶段,否则其构件无法发挥出延性。 
  1.6 剪力墙是建筑结构的重要组成,在设计剪力墙时,要考虑连梁的跨度以及截面尺寸,剪力墙承载的荷载不能超过其最大限度,连梁的截面也要满足设计的要求,设计师为了提高建筑结构的稳定性,还可以增加结构层位移延性。 
  2 影响建筑结构层位移延性的因素 
  建筑结构层等位移延性反应影响着其抗震效果,延性反应的高低关系着抗震设计的内容,在设计的过程中,设计人员一定要了解影响结构层位移延性反应的因素,这样才能提高设计的质量。建筑一般是由混凝土结构构件组成,混凝土结构构件主要有两类,一类是梁,另一类是柱。梁与柱对建筑的抗震性有着较大影响,为了提高建筑结构的延性,必须改进梁柱的设计,还要注意混凝土的种类。 
  不同的混凝土有着不同的性能,其压应变与受压区的高度与钢筋的配比率有直接关系,配筋率的高度提高后,混凝土极限压应变以及受压区的高度也会随着增大。对于柱的轴压力,在构建受压区高度增加时,其延性会随着降低,而增加箍筋这类构件的数量,可以提高混凝土的应变能力,其结构的延性也会越来越强。 
  3 保证结构层延性能力的抗震措施 
  对结构的延性进行科学选择,利用抗震措施来测试结构是否具有足够的延性能力,在不同程度的地震中,实现抗震系统的标准性。全面的抗震措施如下。 
  3.1 强柱弱梁:在抗弯能力的设置方面,柱子应该要大于梁的抗弯能力,就算在比较危险的地震中,梁端塑性铰会第一时间出现,塑性会随着最大非线性位移而增大,接着柱端塑性铰会出现,塑性会随着最大非线性位移而减小,或者是基本上不会出现塑性铰,充分保证框架塑性耗能机构的稳定性以及塑性耗能能力的最大化。 
  3.2 强剪弱弯:剪切破坏一般都不会具有延性,局部出现剪切破坏后,那这个位置就完成失去了结构抗震能力,要是柱端出现了剪切破坏情况,甚至还会造成结构的局部或整体倒塌。所以可以最大程度地提高柱端、梁端、节点的组合剪力值,无论是任何强度的地震中,其任何构件都不可能出现剪切破坏情况。 
  3.3 为了防止将刚度折减后会降低连梁受弯或受剪承载力。我们可以采取两种科学的方法预防此现象。首先是增大梁洞口宽度、降低连梁高度,从而降低连梁的刚度;其次是增大剪力墙厚度来降低连梁的刚度。在连梁的设计中的影响因素是多种多样的,但是在连梁的设计中的内力和剪力墙的刚度和强度,都必须遵循"强剪弱弯"的原则,以提高高层剪力墙的连梁设计水平。把强剪弱弯、强柱弱梁、强节点弱杆件的设计原则灵活地应用到结构层延性的抗震设计之中。通过受弯构件的压力和构件变形的作用,集中武器爆炸动荷载作用的能量,从而减轻支座截面中抗剪与柱子的承载能力,在屈服前结构不会发生剪切破坏,在屈服后保证充足的延性,最终形成塑性破坏,提高结构的整体承载能力。或者是受弯构件应双面配筋,在承受动荷载作用发挥下,可能会造成构件坍塌,所以在节点区要保证充足的抗剪、抗压能力、钢筋锚固长度等。 
  3.4 材料性能:材料延性在构件延性的确定中起到关键性的作用。为了达到材料的规范性,它也有相应的讲究。比如:使钢铁的强度比需要更合理,限制延伸率及混凝土强度等级等方面。对于用来承受拉压外力的材料的选择,最重要的是考虑构件材料内部对拉压外力引起的反向应力。在目前的建筑业来讲,钢材是现代建筑中最为理想的构件材料。砖头的抗压能力远远大于抗拉能力,因此砖头长久以来被用来当做墙体材料和建筑基础。而混凝土是易脆性材料,只能抗压而不能抗拉,所以混凝土是在钢筋混凝土技术发明后,才在现代建筑中被广泛使用。因此,综合来讲,钢材、砖头、混凝土和木材,每一种材料都有其各自的抗拉压能力的优缺点,所以现代建筑物中,考虑合理的材料选择,让建筑构建达到最佳效果。 
  结束语 
  提高建筑结构的稳定性,可以提高建筑的抗震效果,也可以有效延长建筑的使用年限。建筑的承载能力与弹性受力有着紧密关系,其也是建筑抗震设计的重要工作。为了优化建筑抗震设计,需要掌握多种抗震措施,还要了解建筑结构构件的性能,使其之间配合更加协调。建筑的梁与柱也是抗震设计的关键,对剪力墙、节点等主要位置要进行加固处理,加强建筑结构层构件的延性,使其在地震反应中,发挥出最大的效用,降低地震对建筑的损耗。 
  参考文献 
  [1]马宏旺.建筑结构层等位移延性反应抗震设计方法[J].上海交通大学学报,2008,(6). 
  [2]刘齐茂,燕柳斌.多高层建筑结构层间位移和层剪力的动力可靠度计算[J].西北地震学报,2009,(3). 
  [3]刘建立,周育生.基于建筑结构层等位移延性反应的抗震设计探究[J].建材发展导向,2012,(17).

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