工民建結(jié)構(gòu)抗震研究及探索

1、工民建結(jié)構(gòu)抗震研究及探索摘要：近些年來，由于與人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全問題密切相關(guān)，工民建結(jié)構(gòu)的抗震性能逐步引起了社會(huì)各方的強(qiáng)烈關(guān)注，因此，在現(xiàn)時(shí)探討工民建結(jié)構(gòu)的抗震性能，并提出一定的問題解決措施，具有非常重要的積極意義。關(guān)鍵詞：工民建結(jié)構(gòu)；抗震性能；框架結(jié)構(gòu)；剪力墻結(jié)構(gòu)1.緒言 地震對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)有著非常惡劣的影響，它以波狀的形式從震中迅速的向四周擴(kuò)散，通過巖石以及地基，使建筑物的上下部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不規(guī)則的震動(dòng)和變形。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生的時(shí)候， 建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生很大的應(yīng)力和變形，當(dāng)這種應(yīng)力和變形超出了材料構(gòu)件的各項(xiàng)極限值，還會(huì)出現(xiàn)不同程度的破壞現(xiàn)象，譬如說混凝土的裂縫以及鋼筋的斷裂，最終導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)的整

2、體倒塌。因此，現(xiàn)代建筑特別是工民建結(jié)構(gòu)，必須要做好結(jié)構(gòu)抗震，防止建筑物在地震中發(fā)生變形扭曲甚至是坍塌?，F(xiàn)代社會(huì)建筑物特別是工民建項(xiàng)目越來越趨向于高層，對(duì)于抗震的要求也會(huì)越來高，因此，加強(qiáng)對(duì)工民建結(jié)構(gòu)抗震的研究及探索，在當(dāng)下有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。 2.工民建結(jié)構(gòu)的抗震現(xiàn)狀分析 工民建結(jié)構(gòu)的建設(shè)質(zhì)量尤其是抗震性能不僅和施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益有著直接關(guān)系，還和國家的發(fā)展利益以及人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全有著很大的關(guān)聯(lián)，因此必須要對(duì)工民建結(jié)構(gòu)的抗震性能做出一定的要求。在對(duì)工民建結(jié)構(gòu)的抗震研究過程中，概念設(shè)計(jì)的提出，為工民建結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提供了一種全新的思路，而結(jié)構(gòu)抗震模式的設(shè)計(jì)思想在當(dāng)下房屋結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)過程中

3、應(yīng)用范圍越來越廣泛，也得到了越來越多人的重視。因此，通過對(duì)填充墻作用下的建筑框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行很好的分析和研究，提出更好的、更符合實(shí)際的設(shè)計(jì)概念，并在這種概念的引導(dǎo)下，從整體上來提高工民建結(jié)構(gòu)的抗震級(jí)別和性能，從而提高工民建結(jié)構(gòu)的安全性，保護(hù)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，有著非常積極的意義。 在工民建結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)用過程中，等效斜撐的模型應(yīng)用得比較普遍，但是它的精確度卻不夠高，等效的寬度也很難確定，在不同的受力影響下會(huì)呈現(xiàn)出不同的等效狀態(tài)。從另一個(gè)角度來講，填充墻存在一定的剛度效應(yīng)會(huì)減小建筑結(jié)構(gòu)的自振周期，從而使整個(gè)結(jié)構(gòu)在振動(dòng)過程中的水平作用力增大，也會(huì)是建筑結(jié)構(gòu)變得更加脆弱。另外，工民建結(jié)構(gòu)框架的周期

4、折減系數(shù)在地震中是否合理，還沒有一個(gè)明晰準(zhǔn)確的認(rèn)證結(jié)果。我們可以明確的是，填充墻作為同時(shí)具有剛度貢獻(xiàn)和強(qiáng)度貢獻(xiàn)的結(jié)構(gòu)，對(duì)建筑框架的周期、受力以及振動(dòng)模式都會(huì)產(chǎn)生很大的影響，但是卻要通過科學(xué)合理的周期折減系數(shù)來考慮填充墻作用的框架結(jié)構(gòu)是否合理，從近年來我國工民建筑物在地震中的表現(xiàn)來看，這一點(diǎn)不容樂觀。 3.延性概念的作用分析 大多數(shù)建筑結(jié)構(gòu)在地震進(jìn)行的過程中不能夠承受住強(qiáng)大的地震作用，從而產(chǎn)生很嚴(yán)重的倒塌，最主要的原因是由于結(jié)構(gòu)的整體性和延性不足所造成的，所謂的整體性是指結(jié)構(gòu)在整個(gè)地震過程中各個(gè)部分都能夠很好的協(xié)作，保持一定的支撐力，而延性則是現(xiàn)時(shí)抗震設(shè)計(jì)中被廣泛關(guān)注的一個(gè)概念，它與結(jié)構(gòu)的脆性相

5、對(duì)，延性破壞是屬于一種可以恢復(fù)的破壞范疇。無論是哪一種類型的結(jié)構(gòu)，都可以根據(jù)它自身的性質(zhì)以及構(gòu)造的特點(diǎn)采取一定的措施增加它的延性以及整體性，從而保證建筑物在地震活動(dòng)中的穩(wěn)定性。 延性結(jié)構(gòu)在地震過程中能夠通過塑性鉸區(qū)域的變形，從而對(duì)地震能量進(jìn)行吸收，而這種變形也在一定程度上降低結(jié)構(gòu)的剛度能夠使地震作用與結(jié)構(gòu)的力減到最小，從而有利于結(jié)構(gòu)性抗震。從另一個(gè)角度來講，由于鋼混結(jié)構(gòu)的脆性破壞具備了一定的突發(fā)性，為了保障安全，延性結(jié)構(gòu)對(duì)其發(fā)生脆性破壞的可靠性也提出了較高的要求。最后，這種結(jié)構(gòu)在一定程度上允許其某個(gè)構(gòu)件的邊截面有一定的轉(zhuǎn)動(dòng)能力，從而形成一種塑性區(qū)域，產(chǎn)生內(nèi)力重分布，從而使鋼筋混凝土的某些結(jié)構(gòu)按

6、照塑性方法進(jìn)行設(shè)計(jì)和規(guī)劃，從而得到有利于抗震和穩(wěn)定的彎矩分布?！?】 4.一些建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的分析 在工民建建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和實(shí)際建設(shè)過程中，存在一些對(duì)最終的抗震性能有積極影響的結(jié)構(gòu)，譬如說砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)以及剪力墻結(jié)構(gòu)，但是他們?cè)诒Ｓ锌拐鹦阅艿耐瑫r(shí)也相應(yīng)的存在一些問題。 以砌形結(jié)構(gòu)為例，這是一種在我國的建筑過程中運(yùn)用得較為普遍的建筑結(jié)構(gòu)，但是它的抗震性能卻不容樂觀，我們也可以從前兩年的汶川地震的相關(guān)圖片中察覺到，在地震中轟然倒塌的絕大多數(shù)都屬于砌形結(jié)構(gòu)，這主要是由于它的抗拉和抗剪能力都非常的弱，而砌塊本身又屬于脆性材料，砌形結(jié)構(gòu)的承重力主要也是依靠砌塊的強(qiáng)度以及連接灰縫的強(qiáng)度等。砌

7、形結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)過程中必須要注意圈梁和構(gòu)造柱的作用，在設(shè)計(jì)的過程中，適量的對(duì)空心樓板采取一定的構(gòu)造措施，澆筑一層混凝土，并在混凝土層中間配上雙向的鋼筋網(wǎng)片以及圈梁拉接就會(huì)在很大程度上提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，也會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能的提高有很好的輔助作用。 與砌形結(jié)構(gòu)相比較，鋼結(jié)構(gòu)雖然作為一種新興的結(jié)構(gòu)形式造價(jià)較高，它的耐腐蝕性能也非常的差，它的它的抗震性能卻非常的優(yōu)異，這主要是由于鋼材的塑性比較好，而鋼材在發(fā)生破壞的過程中，它會(huì)產(chǎn)生一定的的變形，也符合地震活動(dòng)中對(duì)結(jié)構(gòu)延性的相關(guān)要求。在鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)造與設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)者可以通過對(duì)限制受壓的構(gòu)件以及梁平面外的長細(xì)比以及相關(guān)板件的寬厚比來強(qiáng)化它的抗震性能，或者可

8、以采取一定的措施來增強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的承重能力，使鋼結(jié)構(gòu)在地震的作用下能夠承擔(dān)比以往更強(qiáng)的塑性變形力，從而吸收大量的地震能量而不會(huì)在地震中產(chǎn)生結(jié)構(gòu)上的折斷或者倒塌，保證鋼結(jié)構(gòu)的建筑在地震中的抗震能力?！?】 框架性結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于一些高層或者多層的建筑物中，這主要是由于相比于其他的一些結(jié)構(gòu)，框架結(jié)構(gòu)可以靈活的進(jìn)行平面上的布置，但是這種結(jié)構(gòu)在抗震性能上卻表現(xiàn)一般，這主要是由于框架性結(jié)構(gòu)的自振周期比較短，如果是在一些剛性較大的地基上，它受到的作用力相對(duì)來說較小，但是遇到一些中度以上的地震，它的側(cè)向剛度小，而結(jié)構(gòu)變形就會(huì)變得很大，而處于這些變形層中的非框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)件就會(huì)發(fā)生一定程度的破壞，比如說在地震的過程中，

9、填充墻在這種作用力的影響之下會(huì)產(chǎn)生裂縫，而同時(shí)又因?yàn)樗袚?dān)了一定的剪力，就會(huì)使柱子的剪切產(chǎn)生破壞。在對(duì)框架性結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定的合理設(shè)計(jì)，也有可能將這種結(jié)構(gòu)變成一種延性較好的結(jié)構(gòu)，使框架性結(jié)構(gòu)能夠承擔(dān)一定的側(cè)向變形，從而符合建筑物在地震中抗震性能的相關(guān)要求。 剪力墻結(jié)構(gòu)作為一種全部都是由剪力墻所組成的結(jié)構(gòu)，無論是在承擔(dān)荷載力或者剛度方面都會(huì)表現(xiàn)出非常好的優(yōu)越性，因此相比較來說，剪力墻結(jié)構(gòu)是一種非常好的抗震結(jié)構(gòu)?！?】事實(shí)上，由于它的特點(diǎn)，它也比一些純粹的鋼架結(jié)構(gòu)更適合于高層建筑。但是剪力墻結(jié)構(gòu)大多數(shù)是短而高的，對(duì)于剪切的變形就會(huì)顯得非常敏感，比較容易出現(xiàn)裂縫和剪切性的破壞，而且從另一種角度來講，如果建筑物的底層需要很大的空間，設(shè)計(jì)這就必須臨時(shí)性的將剪力墻結(jié)構(gòu)在底層轉(zhuǎn)變?yōu)榭蚣苄越Y(jié)構(gòu)，這就會(huì)使結(jié)構(gòu)底層的剛度以及承載能力發(fā)生一定程度的變化，在地震中，這是非常不利的。當(dāng)然，我們可以在底層架構(gòu)上采取一定的措施，譬如說提高底層樓蓋水平方向的相關(guān)剛度指標(biāo)，使水平剪力可以非常準(zhǔn)確的傳遞到落地的剪力墻上，從而保證它的抗震性能的發(fā)揮。 5.結(jié)語 近些年來，地震頻發(fā)，而我們也能看到很多的建筑在地震中非常容易的倒塌，對(duì)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全產(chǎn)生了非常大的危害，相關(guān)的工民建結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)者，一定要認(rèn)識(shí)到現(xiàn)時(shí)工程設(shè)計(jì)過程中存在的問題，對(duì)比各種結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣勢(shì)，并采取一定的措施