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连体建筑抗震设计存在的问题浅析

所属栏目:建筑设计论文 发布日期:2021-10-18 09:48 热度:

   连体建筑不同于普通建筑,最大的区别在于连体建筑在建筑结构上是由多个建筑体拼接组成,而普通建筑结构主要由一个单一建筑主体组成。为保证连体建筑的稳定性与安全性,对建筑抗震设计具有较高的要求,具有较高的设计难度,为此提出本文课题研究。

连体建筑抗震设计存在的问题浅析

  1连体建筑抗震设计存在的问题

  高地震烈度区建设连体建筑需要进行缜密的抗震设计,并且连体建筑抗震设计需要在考虑全部非地震设计的准则之外,还需要考虑抗震设计特征的准则,提高连体建筑抗震设计要求,以此保证连体建筑整体的稳定性和抗震性,即便地震发生或者受到地震作用影响,连体建筑可以凭借自身的抗震性能,将损失以及危害降到最低[1]。连体建筑抗震设计包括七个流程:总平设计、平面布局、结构选型、推导体型、体型优化、空间推敲以及立面设计。图1为连体建筑抗震设计流程图。在各个设计环节中需要考虑多个因素,因此外界多个因素都会影响到连体建筑抗震设计质量,如选址、设防参数、结构计算、结构设计等。但是就目前连体建筑抗震设计现状而言,由于连体建筑属于新型建筑形式,对于连体建筑抗震设计经验以及研究还不足,导致在连体建筑抗震设计中存在多个问题,其中比较突出的问题包括抗震设计中缺乏避震空间设计,连体建筑抗震结构设计不合理以及连体建筑建设场地选址不正确等,这三个问题的存在是导致目前连体建筑抗震设计质量较差的主要原因,以下将会对该三个问题进行详细分析和说明。

  1.1缺乏避震空间设计

  目前,大多数连体建筑抗震设计中抗震防线比较少,仅依靠增强连体建筑的承载力来提高建筑的抗震性能,但是地震等级和地震危害是难以估计的,需要连体建筑具有多大承载力也是无法得知的。因此,在连体建筑抗震设计初期设计者只能凭借当地的地震烈度来确定设计参数。然而,地震发生时留给居民逃离的时间非常短,一旦地震发生大部分居民是无法在第一时间内逃离现场,因此连体建筑抗震设计中必须要加入避震空间设计,但许多连体建筑抗震设计中并没有考虑到这一点,缺乏避震空间设计,致使连体建筑抗震设计在人性角度和科学角度还是有所欠缺,当地震发生时无法为居民用户提供有力的避震空间,这是目前连体建筑抗震设计存在的主要问题之一。

  1.2连体建筑抗震结构不合理

  连体建筑抗震设计中对于建筑结构形式的选择非常重要,建筑结构就像人的骨架,起到一个支撑作用,如果建筑结构形式选择不合理,也会极大降低连体建筑抗震性能和承载性能。目前,大部分连体建筑抗震设计中所选择的结构形式多为砌体结构,砌体结构是一种传统的建筑结构,其施工用料主要以砖、水泥为主,这种建筑结构如果施工质量达标,是可以满足一般建筑抗震设计需求,但是连体建筑对抗震设计的要求要高于一般普通建筑,这种传统建筑结构无法满足连体建筑结构抗震需求,在承载力方面和抗剪性能方面略差一些[2]。此外,砖砌结构是以砖、水泥以及少量钢筋材料为主,部分连体建筑抗震结构设计中为了降低施工成本,所设计的结构施工用量大幅度减少,而且本文砖砌体就是一种脆性材料,用其构建的连体建筑抗震结构抗弯和抗剪强度都比较低。在地震作用下,如果施工质量也不合格,施工材料用量减少,将会是连体建筑在地震中非常容易受到损坏。

  1.3场地选址不合适

  场地选址也是连体建筑抗震设计中一项重要内容,并且连体建筑抗震设计的第一个环节也是选址,因此场地正确选址对于连体建筑抗震设计而言非常重要。建筑场地选择需要考虑到地貌、地形、地质等多个因素,其影响到连体建筑地基的稳定程度,然而目前连体建筑抗震设计对于场地选址问题不够重视,选址的场地没有结合实际抗震需求,并且也没有结合当地的地形、地貌等实际情况,连体建筑抗震设计中存在场地选址不合适的问题。

  2应对方法

  2.1引入避震空间设计理念

  为提高连体建筑抗震防线,在连体建筑抗震设计中可以引入避震空间设计理念。英国地震救援小组成员曾在一篇报道中写道:“当地震发生时,周围建筑物会发生倒塌,建筑上方和两侧的物体的重力会撞击到硬度和稳定度较高的物体上,会形成一个狭小空间,该空间被称为生命三角空间[3]。”生命三角空间足以容纳一个人或者多个人。因此,当发生地震时可以利用生命三角空间进行临时避难,等到救援人员到来。生命三角空间的理念可以应用到连体建筑抗震设计中,通过连体建筑避震设计的手段构建生命三角空间,增强连体建筑抗震性能和安全性能,图2为三角避震空间示意图。在连体建筑抗震设计时,将连体建筑中间主体部分增加钢筋和混凝土的用量,提高建筑中心区域结构的承载力,由于物体越大,越坚固,形成的生命三角空间交会越大,因此在设计时需要提高连体建筑楼层高度,当地震发生时尽可能形成较大的避震空间,利用连体建筑中心区域结构承载两侧倾倒的墙体,形成有力的三角避震空间,以此提高连体建筑的安全性能。

  2.2优化连体建筑抗震结构

  综合我国建筑市场内发行相关指导文件,结合文件中的减能与减震设计,对连体建筑的抗震结构进行优化设计。在此过程中,遵循建筑体自身的结构强度变化规律与其自身刚性形变,用于进行建筑地区地震产生能量的吸收。在地震过程中,吸收的能量可能会导致塑性结构某种弹性形变。这种插入式的结构,被称之为地震抗震结构,此种建筑结构大多以钢筋与混凝土作为代表,尽管在此过程中,钢筋的自身弹性性能受到抑制,但为达到某种标准,在进行构件的设计过程中,势必会对构件强度的设计提升。这种插入式的结构是以“抗”为主的建筑结构设计思路,其具体如图3所示。因此,在进行此方面设计时,可选择重复度较小的韧性材料,确保连体建筑结构具备一定的冗余度。在荷载传递的过程中,一旦出现传递作用力失效的部件,便可以通过柔性抗震的方式,对地震进行对应的减震处理,通过此种方式,实现对连体建筑抗震结构的综合优化。

  2.3合理选择连体建筑建设场地

  合理地完成对连体建筑的建设场地选择是实现建筑抗震性能的关键步骤。建筑师应当为建设项目选择更加合适的场地。在《建筑抗震设计规范》当中,相关规定要求建筑建设场地需要划分为有利地段、一般地段、不利地段以及危险地段等,根据不同地段结构,其地形、地貌以及地质都存在一定的差异。表1为连体建筑选址场地地段划分及其相应地形、地貌、地质对照表。根据连体建筑抗震设计时的实际情况,在需要开展建筑建设的区域范围内若存在发震断裂带,若没有设置能够有效防止烈度高或断裂带较活跃的建筑防护措施,则应当尽可能地避免在主断裂带位置上进行连体建筑的建设。表2为地震断裂最小避让距离要求对照表。从表2可以看出,随着地震烈度的不断提升,甲、乙、丙、丁四种不同连体建筑抗震设防类别的最小避让距离都逐渐增加。在表2中规定的范围之外开展连体建筑抗震设防能够实现对连体建筑的抗震性能提升。通过以上对连体建筑抗震设计中存在的问题分析,以及提出了相应的应对策略,完成了连体建筑抗震设计中存在问题的浅析。

  3结语

  本文结合连体建筑抗震设计现状,以及设计经验,对连体建筑抗震设计中存在的问题进行了总结和分析,并针对存在的问题提出了相应的解决意见和建议。本次研究内容对提高连体建筑抗震设计质量,提高连体建筑抗震性能以及稳定性能具有重要的现实价值,此外也为连体建筑抗震设计提供了理论依据,对连体建筑业发展也具有一定的促进意义。

  参考文献:

  [1]李晓社.高层混凝土建筑抗震结构设计存在的问题及应对策略[J].产业与科技论坛,2019,18(13):78-79.

  [2]季问雨,黄慎江.预制装配式核心区局部钢骨混凝土节点抗震性能有限元分析[J].工程与建设,2019,125(5):96-99,120.

  [3]程国源,袁彬,程维宇,等.高层建筑抗震设计现状及解决策略[J].建材与装饰,2019(25):112-113.

  《连体建筑抗震设计存在的问题浅析》来源:《建筑与预算》,作者:查全平

文章标题:连体建筑抗震设计存在的问题浅析

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