人防建筑设计中的消防设计浅谈徐锦洪

人防建筑设计中的消防设计浅谈徐锦洪

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摘要:目前,在现代建筑结构中,抗震结构的设计是人们越来越关注的问题。它不仅影响着人们的生命财产安全,还影响着国家的经济和政治稳定。因此,文章主要介绍了建筑结构抗震设计,对当前建筑结构抗震设计中存在的若干原则性问题进行了相关的讨论。文章介绍了抗震设计规范的相关发展状况,同时还对建筑结构抗震设计的概念,结构抗震设计方法的适用范围进行了相关的阐述,文章的最后还对建筑结构设计工作进行了详细的叙述。

关键词:地震;抗震设计;结构性能;安全系数;问题

一、抗震设计规范的相关发展状况

总的来说,抗震规范的编制和修订与一个时期的抗震设计理论水平以及这个时期的经济发展水平存在着不可分割的关联。我国是发展中国家,各项技术,还处于起步阶段,跟发达国家相比还存在着很大的差距。我国关于建筑抗震设计是通过从学习其他国家的相关规范开始入手,然后在最近几十年来,我国在抗震设计规范方面取得了空前的成绩。伴随着结构抗震经营的不断积累和理论研究的逐渐深入,目前我国自己已经建立了一套完整的抗震设计规范。抗震实际规范的目标就是当建筑物遭遇到地震影响之后,建筑物的损失不至于使人们的生命财产以及重要的建筑物遭受到灭顶之灾,建筑物在经过一般的修理工作之后,仍然可以继续使用。当然我国的抗震设计规范的相关发展仍然需要不断的努力和研究。

二、建筑结构抗震设计的概念

建筑结构抗震设计的概念就是对结构的总体方案,以及相关的设计策略建筑物结构的构造进行一系列的固定式的牵引。目的是为了在一定条件下可以起到提高建筑物结构综合抗震的能力。任何事物的研究都是有目标的,建筑结构抗震设计毫无疑问也存在着非常明确的目标。为了实现什么样的目标前提条件就是要采取更加严谨的抗震设计,一般情况下建筑物的抗震设计内容都是大同小异的。

三、利用常用的地震研究参数对结构的构件承载力进行设计

根据我国GBJ11-1989《建筑抗震设计规范》中所倡导的抗震设计原理,使我国的抗震设计得到了不断的发展,其中“小震不坏,中震可修,大震不倒”的设计原则沿用至今,取得了显著的效果。并且与世界上抗震设计的先进理念趋于一致,美国、日本等发达国家在抗震设计方面的相关研究较为完善,我们应将这些先进理念与我国传统结构设计相融合。基于我国的地质特点,抗震设计理念以常见的低烈度或者说是小震作为依据和原则。我们应该以小震作用组合以及地震作用调整系数对结构构件的承载力进行设计,与此同时我们也应该最大限度的将安全系数的小震组合的承载力进行规范化,这在一定程度上就满足了“中震可修”的设计要求。虽然在安全度的差别上影响到了最后结果,但是在设计原则上并没有差别。

四、建筑结构中抗震设计中的问题剖析

1.建筑抗震选择场地

建筑场地的抗震性能对后期的抗震设计有着很大的影响力。因此,建筑设计人员应该尽量选择抗震效果较好的地段来建设施工,选择平坦开阔、坚硬土质的抗震效果较好地段。如图1。同时尽可能避免在不利的抗震地段来建造建筑物。在一些容易发生滑坡和地裂的场地,建筑人员要使用科学的方式稳定地表,对待不均匀的土地和软弱性的土地要加强对上部结构的处理,做好防震准备。

图1

2.科学选择结构体系

在建筑结构防震设计中,选择科学合理的建筑结构体系,是因为在建筑结构的设计方案的选取中影响着建筑物的使用价值性能。

第一方面,在选择建筑结构体系的时候,要避免出现因整体结构中的部分遭到破坏或者因构件的损害而使整个结构的承载负荷的能力下降的现象,以免破坏抗震效果。其中,在建筑结构体系设计时还应让结构具有内力外分的功能,减少没必要的赘余。这样就使得即使有一小部分结构构件没有发挥作用,其他的构件还是可以支撑起重力荷载,有效的避免出现结构失效的现象。

第二方面,在选择建筑结构体系的时候,要注意结构体系有完整的计算图和合理的传递地震效果的途径。在设计过程中,对于布置竖向构件,应该尽可能的让竖向构件在垂直荷载的时候,能够使压应力水平均匀。在建设楼房盖梁系时,必须要尽可能的使垂直荷载的竖向构件墙用最快的速度来传递。在布置转换时,需要尽量的使用转换层多次转换的方法,来处理垂直重力荷载。此外,还要保障抗侧力结构的整体结构完整性和连贯性。一旦在竖向的方向发生了改变,就需要保障结构变化的平均性和缓慢性。

第三方面,建筑结构体系设计时,结构体系要有较好的承载力,降低变形的能力,还需要有减轻地震的功能。质量好的钢筋混凝土的结构中,有好的内外分力的功能,就能够很好的分散地震和吸收地震能力的功能。只有拥有这种能量才能够把减小地震灾害的危害性降到最小。

3.建筑平面布置要规则

在进行建筑规划时应该遵循抗震概念的原则来警醒设计规划。要想布置好建筑设计的平面效果和里面效果,就要使用科学有效的设计方案,最好不使用不规范的设计方案,对抗震设计中的规范条例中进行标注。可以运用计算模型,对结构空间的平面和竖向不规范的情况进行分析计算。例如:楼板结构设计。在楼板设计中需要一些不规则的结构,就要求对楼板的里面和平面相关的刚度分别进行计算和模型设计。尽可能的达到规范性要求,严格遵守抗震设计要求,设计出更加规范、抗震效果更强的建筑方案。

五、建筑结构抗震设计的建议

1.建筑地基材料

建筑地基隔震是减轻地震很有效的方式。它是通过对地基的特殊性处理,减少地震时对建筑物的伤害。在之前的建筑中会在地基上用黏土和砂子来铺盖,对基础底层位置使用特殊材料进行垫层,可以很好地降低地震带给建筑物的伤害。随着建筑行业的蓬勃和建筑技术的提高,近年来,有关部门多数会使用以沥青为原材料的原料,采用特殊材料的方式来隔震不失为一个很好的方法,有效地增加了建筑的抗震能力。

2.建筑层隔震

虽然,在建筑层间进行隔震有着对工程建筑施工便捷,操作流程较为简单方便的好处。但是它的防震效果却远远低于其他隔震方式,它的减震效果仅为地震能量的十分之二左右。这种建筑层隔震方式,主要是削弱楼层和楼层之间的地震能量,减少地震对建筑物的伤害,提高建筑物的抗震能力。

3.建筑后期抗震加固

在工程实施之前,相关人员就要对建筑进行抗震设计,并作出具体的计划,列出相应的解决措施。如果在建筑前期没有进行防震设计,那么在建筑完成后期,也要寻找抗震的方法。在后期抗震加固时,可以利用增大阻尼的办法,对建筑结构进行重新增加减震的装置。这种消能减震的方式使用于高层钢结构和建筑结构中。使用范围较广,可以在建筑上部结构中使用,也可以在建筑隔震夹层中使用。

4.建筑悬挂隔震

悬挂隔震是指在结构设计时把整体结构或大部分结构设计成悬挂结构,以此来减少地震给建筑结构带来的影响。通过这种方式,地震发生时能量就不会传递到悬挂着的结构中来,大大降低了地震的危害程度。同时,这种方式还可以运用到钢结构里,钢结构可以划分成主框架和次框架,它们都是有可以移动的锁链和吊杆的,地震时,主框架会来回晃动,当震感传递到锁链和吊杆的时候会被减弱,所以,大部分的钢结构都是通过钢结构悬挂的方式来隔震的。通过这种方式可以很好的抗震。

六、地震作用组合可不考虑风荷载

1.地震设防区需要考虑的问题根据抗震设计的有关规定,风荷载应在其中起着控制作用,并且在结构构件的地震作用效应组合中,发挥其主观能动性,主动参与到行列之中。然而,两种效应一起发生的可能性只能依靠所谓的概率决定。原则上建筑物遭遇百年难得一见的大地震概率极小。况且,抗震设计和建筑抗风设计之间存在很大的差别。这种状况在现实中时常发生,在建筑物中,迎风面积较大的方向往往受到风荷载的影响,迎风面面积较小方向为地震作用控制。我们认为建筑抵抗风荷载与抗震设计有着虽然存在显著差距,但是强大的风力袭击建筑物时,遭遇强烈地震袭击的可能性仍然存在。综上所述,在地震设防区的建筑物应该满足抵抗风荷载和抗震设防的要求。

2.抗震承载力设计的方法

当我们考虑到建筑物需要完整的承载力设计时,如何利用系统的、全面的构件承载力设计方法就成为了亟待解决的问题。沿着竖向作用的荷载与地震作用的共同作用出来的效果更让我们担忧。当建筑物的截面设计是来自于相应的抗震设计理念和设计原则时,我们可以与构筑物的抗风能力的设计进行参照比对,结果考虑它们重合的地方。如果让风荷载来实际操控构筑物的真实荷载力度需求,那么我们就应该注重建筑所需的材料抗震设计验算与其一一对应。最后建筑可同时满足抵抗风荷载与抗震承载力所需要的设计要求。结构工程师总盼望着其设计的结构通俗易懂。由于一栋建筑会有来自业主、设计师或者施工人员等各个方面的有关建筑物的如何使用和建筑物结构设计方向的不同要求,那么就会让建筑的设计产生结构因为太过于复杂或者是建筑结构的体型与一般的、寻常的建筑物的情况。那么我们最大的难题就是在我们保证结构的抗震设计是属于安全标准的前提之下,还要尽自己最大的能力做到既让广大的业主满意又要符合设计建筑的设计师的要求。

七、结构抗震设计方法的适用范围

地震带来的破坏性可以说是空前的,发生在1926年7.8级的唐山大地震,以及2008年8级的汶川大地震,无论是对人员的伤亡状况还是经济损失在历史上来说都是空前的。为了不让历史悲剧重演,这需要我们在构造建筑物之前都需要做好抗震设计的工作。规范的设计方法不是单一的一个部分,总的来说它是一个整体的融合。最近几年来伴随着抗震技术的发展,基于性能的设计方法开始引入到抗震设计中,这一伟大的尝试是前所未有的举动。这样在一定程度上可以通过增加相关建筑物的安全系数来更好的完成相关的抗震设计工作。

八、建筑结构设计工作

所谓结构设计就是在一定条件下不但可以确定结构体系而且还可以确定非结构体系的相关构造的情况。这样做的目的是为了确保整体结构可以在未来发生地震的情况下可以达到预期的建筑抗震设计目标。通常情况下,建筑物的高层建筑结构抗震设计,一般情况下是借助于相关的能量或者是变形为依据进行相关的结构设计工作的。在建筑物结构进行设计工作的过程中,结构抗震的计算方法尤其重要,可以说起着举足轻重的作用。究其原因是因为建筑结构设计存在着明确的目标性。另外结构的线性和非线性这两种特性在计算方法以及在建筑物构造设计过程中都会得到相关的应用。目的很明确就是为了适应建筑物抗震性能设计的相关需要。通过上述相关描述我们就可以看出结构设计的计算方法非常的重要。结构设计计算方法自身需要具备很多特点。第一有目共睹,目的是为了能够让设计人员更加明确的面对存在的设计问题进行相关的计算解答。第二固定不变,这样可以让设计人员面对不同的设计目标以及结构做出更加完善的数据分析。第三方便简洁,这个独特的特点,这样在进行抗震设计工作的过程中可以进一步的进行改进工作或者完善一些不足之处。通过这三个特点进行完善之后,这样可以最终完善的实现抗震设计工作。另外建筑结构抗震控制的相关措施。为了能够在真正意义上能够实现建筑物的抗震设计,毫无疑问建筑物有效的抗震性能的控制措施是非常有必要的,究其原因是因为有效的控制措施在一定程度上可以减少不必要的人员伤亡以及经济损失。众所周知,结构抗震控制主要分为两种一种是设备控震,另一种是结构自控。设备控震又可以分成主动控震和半主动控震。结构自控又分为智能材料和新型耗能结构体系。总的来说结构自控在抗震控制相关措施中显得尤其重要。

九、结束语:

综上所述,笔者从建筑结构抗震设计需要注意的一些原则性问题,以及相关的概念性进行了相关的讨论。从最终我国在建筑结构抗震工作方面一无所知,到目前我国在建筑结构抗震工作取得的不错成绩,究其原因是因为在原有成绩的基础上科学家们做了进一步的改进和研究。最近几十年来伴随着改革开放,我国的社会经济取得了空前的成就,同时科学技术也得到了很大的发展,建筑物的抗震设计更加完善。是通过在工程设计方面,不但加强结构抗震设计的相关研究工作同时还在设计规范的调整方面做好了一系列的准备工作,这样可以更好的为抗震设计做好相关的准备。

参考文献:

[1]陈肇元,混凝土结构的安全性与规范的可靠度设计方法[J]:建筑技术,2001,32(10):682—687.

[2]GB50011—2010建筑抗震设计规范[S]:北京:中国建筑工业出版社,2010.

[3]邵辉成,杜长娥,张春生等。我国大陆未来几年的地震形势与灾害分析[J]灾害学,2001,16(2):23一26.

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