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提高建筑物抗震性能的措施探讨

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  • 更新时间2015-09-24
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周 阳

(延安大学 西安创新学院,陕西 西安 710100)

摘要:本文通过对现代建筑结构的分析,研究探讨了建筑自身具备的抗震能力,并结合建筑现状,提出了提高建筑抗震能力的措施,以此来提高建筑抗震性能.

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关键词 :建筑物;抗震措施;研究分析

中图分类号:TU352文献标识码:A文章编号:1673-260X(2015)02-0029-02

近几年,随着我国经济水平的不断提高,各地都在加大工程建设的力度,试图通过建筑水平来彰显出经济实力,但是在我国频发自然灾害之后,人们纷纷对我国建筑提出了质疑,在加强建筑美感和增加建筑数量的同时,我国建筑还应具备良好的抗震能力.这对建筑材料也提出了更高的要求,传统的混凝土建筑材料在现代建筑设计中,已经不能满足建筑的抗震要求,所以建筑工程可以选用型钢混凝土的建筑结构,以此来提高建筑稳定性.建筑物抗震性能在各种外界因素的影响下,可能不会体现出完整的性能,但是高效建筑材料的使用完全可以改变建筑物的抗震能力.

1 现代建筑物应用的主要建筑材料

1.1 混凝土

混凝土是由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称,通常讲的混凝土一词是指用水泥作胶凝材料,砂、石作集料;与水(可含外加剂和掺合料)按一定比例配合,经搅拌而得的水泥混凝土,也称普通混凝土,广泛应用于土木工程.混凝土在地震波的作用下,容易发生变形,自身的结构也会遭到破坏,经过地震的作用,混凝土结构会在水平方向上进行反复振动,结构内力呈现出正负交替现象,基于此,混凝土并不具备良好的抗震性能.

1.2 型钢混凝土柱

型钢混凝土柱是在混凝土柱中加入型钢,以此来提高自身的承载力和刚度,同时型钢混凝土柱还具备较好的抗震性能,具备良好的力学性能,很多多震的国家都会采用型钢混凝土柱作为建筑材料[1].在实际建筑工程中,应用的型钢混凝土柱分为实腹式和空腹式两种结构,型钢和混凝土作用在一起,体现出了型钢混凝土柱的超强强度.型钢混凝土柱利用自身的结构特点,具备良好的变形能力和抗震性能,型钢混凝土柱利用型钢可以更好的固定建筑结构,不会因为外加力的作用而毁坏建筑结构.型钢混凝土柱受到轴压比限值的影响,承载力也会发生改变,所以在实际使用的过程中,型钢混凝土柱自身的承载力必须要高于同截面的钢筋混凝土承载力,这样才能减小构件的横截面积,更加便于建筑工程的使用.型钢混凝土柱的轴压力要比混凝土柱大,这就说明型钢混凝土柱的正截面面积比较小,在平衡条件控制下,型钢混凝土柱结构受到损坏的几率比较低.

1.3 梁式高位转换框支剪力墙结构

梁式高位转换框支剪力墙结构在实际应用中起到的促进作用包括:①实现建筑上、下层结构形式之间的转换;②实现建筑结构上、下驻网轴线的变化;③实现建筑结构上、下结构形式改变的同时,可以改变上、下驻网轴线.梁式高位转换框支剪力墙结构利用剪力墙和框架柱的承托作用对建筑工程进行加固,同时其结构的布置形式也为建筑工程预留了更大的建筑空间,这种大空间的框支剪力墙既简化了建筑步骤,又加强了建筑质量.目前,高层建筑要求逐渐提高,只有可靠的建筑结构才能提升整体的建筑水平,基于此,梁式高位转换框支剪力墙结构根据转换层的理论,在现有建筑结构的基础上,提高了结构的受力能力,在大跨度建筑时,梁式高位转换框支剪力墙结构可以在建筑上、下层对结构受力进行分解,降低每一个部位的受力.梁式高位转换框支剪力墙结构自身具有的自振性可以提供静力、动力计算数据,研究人员需要根据数据模型内容建立振型,利用振型分解反应谱法对梁式高位转换框支剪力墙结构的抗震性能进行分析[2].

2 建筑物抗震措施要求的技术内容

2.1 分析建筑物的易损性

分析建筑物的易损性可以对建筑物的综合性能进行判断,进而明确建筑物可以抵抗的地震级数,结合城市实际的建筑物类型,笔者对重要建筑物以及生命线工程中心设施以单体分析为主逐栋进行单体震害预测.在测试过程中,按照制定的抽样计划,对建筑物逐栋开展易损性分析,易损性统计和观察需要在设定的地震环境下进行,利用现代化科学技术对建筑物的抗震性能进行预测.如果试验的对象是集体建筑物,需要把统计到的易损性数据进行矩阵处理,建立城区各类建筑物震害预测矩阵,既可以明显体现出各类建筑的抗震性能,又可以起到提示的作用.

2.2 抗震性能预测结果表述

对建筑物抗震性能预测结果的表述需要涵盖五个等级,包括:建筑完好程度、轻微损坏、中度损坏、严重损坏,损毁,在设定的地震环境中,建筑物在地震波的作用下,会产生不同程度的损坏,需要准确的描述才能确定建筑物的真实抗震能力.以相关参数为基础,确定参数变化的速度,给出建筑物单体和群体在不同地震强度下的震害预测结果[3].

3 提高建筑物抗震性能的措施分析

3.1 对建筑物抗震的薄弱环节进行加固

在建筑施工过程中,施工人员要明确指出建筑物抗震的薄弱环节,进而对建筑物进行抗震效益分析,采取对建筑物的加固措施,来提高其对地震的抵抗能力,降低建筑物在地震波作用下的移动幅度.在加固前,技术人员要按照震害预测的结果,对建筑物进行房屋排查,确定该建筑是否值得加固,如果加固可以起到预期的作用,则采取加固措施,这时就可以应用梁式高位转换框支剪力墙结构.

3.2 采用型钢混凝土柱作为建筑材料

目前,我国建筑事业迎来了蓬勃发展的时期,我国各个地区都加大了高层建筑的建设力度,同时社会对建筑的要求也在逐渐提高,型钢高强混凝土结构在建筑工程中的应用使高强混凝土结构与钢结构形成了组合形式,其变形能力具有钢结构的一些特征,抗震能力又明显高于钢筋高强混凝土结构.型钢混凝土柱表现出的种种优势都加大了建筑应用的可能性,通过建筑技术的不断研发,型钢高强混凝土结构在实际施工时,可以利用型钢承受施工阶段的荷载,快速的将模板悬挂在型钢架上,这种施工模式大大降低了施工人员的工作强度,同时省去了支撑过程,提高了施工速度.基于型钢混凝土柱自身的结构特点和施工优势,在我国建筑领域中,型钢混凝土柱已经实现了大面积应用的效果,并可以结合现代化科学技术,运用型钢混凝土柱对现有的建筑工艺进行革新,使其可以与国际建筑施工接轨.型钢混凝土柱可以提高建筑物结构的抗拉强度,混凝土的动态力学特性可以在地震波的作用下体现出来,进而对建筑物进行有效的保护[4].

3.3 提高混凝土结构自身的抗震性能

在地震的作用下,如果建筑物抗震系数出现了改变,建筑压强性和弹性都会随之改变,纵观抗震系数的变化情况,可以发现,以剪切受拉和弯曲受拉强度的改变最为重要.所以必须要提高各种混凝土结构的抗震性能,使其可以基于弯拉强度的相关理念,更好的提高建筑物稳定性,目前,在现代化建筑标准的要求下,相关部门已经对建筑应用的各种混凝土材料进行了静态抗折试验的研究,从试验得到的结果可以看出,各种混凝土材料的抗拉强度还需进行革新.在地震波的影响下,建筑物的结构始终会受到地震的冲击,反复作用情况下,建筑物使用的混凝土材料要能起到缓解冲击的作用,利用全级配试件的循环动态性能,对建筑物进行保护[5].这种动态弹性分析理论要想更全面的应用在混凝土材料中,还需要对动态模量进行详细的研究,确定混凝土抗震性能的临界值,并结合静态弹性模量,不断降低地震波对建筑物的冲击力度.动态结合静态弹性模量值要尽量控制在低水平线上,才能满足试验的要求,在实际强震的作用中,对建筑物的冲击和作用可能仅仅会维持十几秒,但是在这段时间内,相应的动态弹性模量会稍高于其静态值,破坏了建筑物内部的稳定系数结构,通过与初始静态预载数据的对比,就可以判断出地震强度对建筑物影响的临界值.

3.3 型钢混凝土柱与优化建筑结构的结合

提高混凝土材料自身的抗震能力,就是要增加混凝土系数的稳定性,使其在地震波的影响下,维持在恒定的范围,弯拉弹性模量、极限拉伸值和泊松比的静动态值都不会产生大幅度的变化.型钢混凝土与钢筋混凝土具有更好的力学特征,在抗震设计中的动态弹性模量也非常固定,但是对于强地震波的冲击,高层建筑即使应用了型钢混凝土建筑材料,还是存在受到损坏的可能性.基于此,在建筑施工过程中,可以对型钢混凝土进行全面的革新,使其与梁式高位转换框支剪力墙结构结合在一起,充分体现出型钢混凝土柱的强度和性能[6].

4 结语

综上所述,笔者结合现代建筑实际的抗震性能,提出了提高建筑物抗震能力的措施.在这个经济高速发展的时代,房屋建筑直接影响到人们的经济利益,如果不具备良好的抗震性能,还会对使用者的人身安全造成严重的威胁.在此基础上,建筑施工部门需要根据地震波作用力度的分析,对混凝土等建筑材料进行革新,提高材料的强度和抗拉能力,确保使用的材料可以体现出良好的综合性能,不断提高建筑施工的技能和工艺,对建筑物的抗震薄弱环节进行标记,并加固型钢混凝土,提高建筑物的稳定性.

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参考文献

〔1〕陈小芳,聂树明,吴华平,等.中山市城区建筑物抗震能力与抗震措施研究[J].灾害学,2011,01(14):128-132.

〔2〕陈厚群,于贵华,袁仁茂,等.水工建筑物抗震设计规范修编的若干问题研究[J].水力发电学报,2011,06(17):204-210.

〔3〕郭婷婷,于贵华,徐锡伟,等.汶川地震灾害特征与建筑物震害原因讨论[J].工程抗震与加固改造,2010,04(52):125-133.

〔4〕郭婷婷,徐锡伟,陈桂华,等.基于汶川地震建筑物破坏的抗震设防要求分析[J].地震研究,2011,04(25):345-352.

〔5〕姜维亮,李德龙,杨世鑫,等.砌体结构建筑物的抗震措施探讨[J].科技创业家,2014,09(02):510-521.

〔6〕陈厚群.水工建筑物抗震设计规范的修编[A].中国水力发电工程学会抗震防灾专业委员会.现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C].中国水力发电工程学会抗震防灾专业委员会,2011.