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1.1检案摘要
该回迁楼始建于1997年,1997年12月竣工,为砖混结构,总建筑面积约5000m2,墙体材料为浸渍免烧粉煤灰砖。该楼居民就楼房裂缝问题多次投诉,申请对该楼进行结构鉴定。
1.2资料调查和现场勘查
1)该建筑地基验槽记录、隐蔽工程验收记录、材料复试、质量监督记录、工程验收手续齐备。
2)该建筑建于1997年,1997年12月竣工,当年投入使用。2006年该楼居民就楼房裂缝问题曾上访投诉。
3)该回迁楼建筑面积5900m2,为带半地下室及坡屋顶的6层砖混结构,墙体砌筑材料为浸渍免烧粉煤灰砖,经现场检查,其构造措施、结构布置、主要尺寸基本符合原设计要求。
4)该建筑的墙体砌筑材料为浸渍免烧粉煤灰砖,共7层,高度为20.55m,超过现行GB50023-95建筑抗震鉴定标准要求的限值。
5)房屋的承重墙体系以横墙承重为主,该建筑物局部未设构造柱,不满足GB50011-2001建筑抗震设计规范2008修订版的相关要求。
6)经裂缝普查,该建筑的部分墙体,特别是横墙有大量的裂缝,部分产生裂缝的构件,依据裂缝形态、严重程度其安全性等级评为cu级。7)各楼层预制楼板未发现垂直于预制板长向的受力裂缝;平行预制板长向的预制板板缝间底面抹灰层开裂现象较普遍。8)分析建筑物裂缝原因:a.坡屋顶钢筋混凝土梁下横墙顶部水平裂缝(见图1),主要由于坡屋顶的温度变形造成横墙受平面外水平作用力引起的。b.各层房间内横墙上的斜裂缝(见图2),自1层~6层,裂缝数量及裂缝宽度呈逐渐严重的趋势。经分析,该类型裂缝是由于粉煤灰砌块收缩变形与坡屋顶在温度作用下产生的水平向推力共同作用引起的。c.底层小厦子中的竖向裂缝是由于砌体粉煤灰砖和砌筑砂浆强度偏低、墙体门洞位置设置不合理及粉煤灰砌块收缩变形较大共同产生。
1.3专项检测与计算分析评定结果
1)楼体整体沉降观测:经测量的建筑物的4个端角,垂直度均较好,最大倾斜度房角1处,数值为2.1‰,其余均没有超过1.0‰。观测结果表明,上部结构无明显倾斜,结合建筑物周边、散水的现状,可判断该建筑物未发生不均匀沉降。
2)采用现场取样法检测砖的抗压强度,其推定强度为7.5MPa,未达到MU10的设计强度,不符合GB50003-2001砌体结构设计规范里的粉煤灰砌块强度等级要求。
3)采用回弹法检测砂浆的抗压强度,其推定强度为3.6MPa,介于M5和M2.5之间。4)利用中国建筑研究科学院的PKPM软件,对该建筑进行结构计算。经承压计算,部分墙体承压能力不足。经高厚比验算,均满足规范要求。经抗震承载力计算,绝大部分墙体抗震承载力不满足规范要求,各层中du级墙体比例详见表1。1.4鉴定结论及建议根据GB50292-1999民用建筑可靠性鉴定标准8.1条的相关要求,该建筑物整体的安全性等级定为Dsu级,必须立即采取措施。考虑工程实际情况,对于结构安全性评价级为Dsu级的结构物,可采取的措施为:对建筑物进行拆除,或在进行有效地安全措施后,依照现行有关规范要求,对建筑物进行加固处理。
2回迁楼工程质量司法鉴定出现的问题及讨论
2.1数据的公正性
采集数据的检测设备,必须保证经过计量认证合格。检测人必须持有上岗证,而《司法鉴定程序通则》里并未严格要求,这就可能造成工程质量鉴定中利益受损方对检测结果的不承认,甚至会在一个纠纷中产生另一个纠纷,这也涉及到司法鉴定资质如何和专业检测资质的无缝对接问题。
2.2规范的选用
第一,选用什么规范。本文中的回迁楼工程质量鉴定采用GB50292-1999民用建筑可靠性鉴定标准,而不是采用2000-03危险房屋鉴定标准,这也是司法鉴定方与双方协商的结果;第二,选用哪个规范版本。本文中的回迁楼工程质量鉴定采用GB50011-2001建筑抗震设计规范2008修订版,而不是采用GBJ11-89建筑抗震设计规范,选用前个规范,构造不能满足规范要求,而选用后一个规范,构造能够满足规范要求。本文鉴定,从双方关心目前的回迁楼结构是否安全的角度,选用了现行规范。我们知道,《司法鉴定程序通则》未对这两个方面做明确规定,第二十二条“司法鉴定人进行鉴定,应当依下列顺序遵守和采用该专业领域的技术标准和技术规范:
(一)国家标准和技术规范;
(二)司法鉴定主管部门、司法鉴定行业组织或者相关部门制定的行业标准和技术规范;
(三)该专业领域多数专家认可的技术标准和技术规范。不具备前款规定的技术标准和技术规范的,可以采用所属司法鉴定机构制定的有关技术规范”。
2.3重新鉴定
该回迁楼在本次鉴定前已经委托一资质条件与本单位相当的单位做过鉴定,两次鉴定结果存在较大出入,这就涉及到这样一个问题:法庭到底根据哪个司法鉴定报告办案。解决的办法是:《司法鉴定程序通则》中第二十九条“……接受重新鉴定委托的司法鉴定机构的资质条件,一般应当高于原委托的司法鉴定机构”。
3回迁楼工程质量纠纷的特点及产生原因
回迁楼工程质量纠纷的特点:
1)纠纷双方大多是政府与民众群体,矛盾很容易激化,所以司法鉴定方式是解决纠纷的比较好的手段与方式;
2)民众反应大。回迁农民通常是整个村落同时安置。若一户有问题,则可能迅速波及到几十户,而若一个小区工程有质量问题,则可能涉及成百上千农户。若问题得不到及时解决,极易引起农户群体上访,导致社会的不稳定;
3)工程质量问题复杂。有的是建筑材料原因,有的是回迁户私自拆除构件,比如墙体开洞等,回迁楼不是商品楼,建设方、施工方存在偷工减料等等;
4)责任归属复杂。回迁楼建设涉及到政府、房地产商、设计方、施工方等等。笔者认为,回迁楼工程质量纠纷产生有以下原因:
1)建材的耐久性早期缺乏足够的重视,使用一定年限后出现工程质量问题。又比如新型建材的使用不当,本文鉴定案例中的墙体裂缝产生的部分原因就是粉煤灰砌块的收缩变形引起。还比如旧有规范的欠合理条款对设计的影响;
2)工期问题。回迁楼的工期大多要求比较紧,会影响工程的质量;
3)造价不高。造价低很容易会导致施工方偷工减料,节省成本;
4)人们对建筑质量的期望值高于工程质量本身。随着社会发展,人们对建筑质量的要求也逐渐提高,现有建筑质量面临考验。
4结语
关键词 滩海地区 软弱地基
中图分类号:TU447 文献标识码:A
在我国沿海、河流的中下游附近地区,地表下埋藏有深厚的第四纪晚期松软覆盖层。在这些不同成因形成的地层中,地表部分有厚度不等的淤泥质软土。物理性质:一是含有很多细颗粒及大量有机腐植质;二是一般天然含水量在40%~70%之间,孔隙比>1.0,天然容重在15~18kN/m3之间。力学性质:强度极低,压缩性大,透水性差。工程特性:地基承载力低,强度增长缓慢,加荷后易变形且不均匀,具有渗透性小、触变性及流变性大的特点。某滩海地区其土建工程的设计与施工中, 如何保证基础的均匀沉降是作为我们在土建工程的一个重要质量控制节点来实施的。
1岩土工程分析与评价
1.1场地抗震设防烈度
根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)和《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223-2008)的规定,勘察场地的抗震设防烈度为7度,设计地震分组为第一组,设计基本地震加速度值为0.15g,抗震设防类别为标准设防类。
1.2建筑场地类别
(GB50011-2010)第4.1.3条规定,判定土的类型为软弱土~中软土,以CK6孔计算土层的等效剪切波速vse,各土层剪切波速vs:计算结果vse=138.8m/s,场地土层的等效剪切波速250≥vse>140 m/s。由于场地覆盖层厚度远大于80m,故建筑场地类别为Ⅳ类,特征周期值为0.45s。
1.3地震液化判别
由勘察资料得出,该场地地基土为第四纪新近沉积土,年最高地下水位为0.50m,拟建场地的饱和粉土可能发生液化,应进一步采用标准贯入试验进行液化判别。根据标准贯入试验结果,根据场地地层情况,对勘探深度20m范围内的饱和粉土进行地震液化判别,在抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10g条件下,CK6孔4层粉砂发生液化,液化指数Ile=3.8,其余钻孔粉土、粉砂不发生液化,综合评价该场地液化等级为轻微,设计时应按照《建筑抗震设计规范》的有关规定,对基础和上部结构进行处理。
1.4场地稳定性和地基均匀性评价
(1)拟建场地地震烈度为7度,属于建筑抗震不利地段。据有关资料,黄河三角洲地域内只有小震活动,无强震记录,不具备中强地震发震构造条件,因此拟建场地稳定性较好。(2)拟建场地地形平坦,地貌单元单 一,地层坡度小,属于均匀地基。(3)根据现场原位测试和室内土工试验结果,依照《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)和《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002),综合提供各土层的承载力特征值、基础设计计算参数。
2软土地基的处理方法
2.1根据岩土工程分析与评价参数,设计地基处理方案
(1)地基采用深层搅拌桩(湿法处理,桩径O500),桩长8.5m,桩顶标高-1.100,停灰面设在桩顶以上500mm处。桩顶下4m应采用复喷复搅。正三角布桩,桩距1000mm,置换率为22.7%。
(2)桩体采用P.O 42.5号普通水泥。水泥掺入量为60kg/m,要求90天龄期桩身强度不小于2.5MPa。(3)深层搅拌桩质量检验:严格执行《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)。(4)工程桩施工前,根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)的规定,应通过一组复合地基载荷试验,验证施工工艺及复合地基承载力,复合地基承载力特征值不小于120kPa。(5)桩顶设砂石褥垫层,厚300mm,垫层压实系数为0.96。
2.2深层搅拌法加固地基的施工建议
拟建场地粉土、粉砂层次较多,厚度较大,施工时易产生桩的缩颈或扩径。因此,各基桩施工完成后,按规定进行单桩竖向承载力检验及桩身质量检测。(1)灰浆拌和机搅拌时间一般不少于2min,保证拌和均匀,不使浆液沉淀。提高搅拌转数,降低钻进速度,边搅拌,边提升,提高拌和均匀性。(2)泵与输浆管路用完后要清洗干净,并在集浆池上部设细筛过滤,防止杂物及硬块进入各种管路,造成堵塞。选用合适的水灰比(一般为0.6~1.0)。(3)喷浆口采用逆止阀(单向球阀),不得倒灌泥土。注浆应连续进行,不得中断。高压胶管搅拌机输浆管与灰浆泵应连接可靠。(4)采用“输水搅拌一输浆拌和一搅拌”工艺,并将搅拌转速提高到50r/min,钻进速度降到1m/min,可使拌和均匀,减小冒浆。(5)将桩顶标高1m内作为加强段,进行一次复拌加注浆,并提高水泥掺量,一般为15%左右。
2.3地基施工建议
(1)该工程施工时预留50mm沉降量。(2)应均匀布置4个沉降观测点,要求在整个沉降过程中所有观测点的沉降速率均应≤15mm/24小时;任意直径方向的沉降差≤0.007Dt;周边不均匀沉降=s/L≤0.0025。(3)相连管线及护坡应在充水试压后施工。
3结语
本文介绍了滩海地区某土建工程的地基处理,通过观测已建成投产的工程,罐体的沉降量在初期能够保证平稳均匀的下降,效果明显好于以前未采用此种设计和施工方法的工程,对以后类似工程的设计与施工具有一定的指导意义。
参考文献
关键词:地下室顶板嵌固侧向
中图分类号: S611文献标识码:A 文章编号:
在高层建筑结构设计的过程中,嵌固端是一个重要的概念。它对结构的内力调整、配筋、构造等都有影响。正确理解嵌固端的概念,明确地下室顶板作为嵌固端的条件对于工程设计具有重要的意义。
1嵌固端的概念
建筑结构设计中所说的嵌固端就是力学概念中的固定端,即不允许构件在此部位有任何位移,包括平面x、y两个方向的位移和围绕此支座的转角。在地震的时候,所有的嵌固端都是有可能产生塑性铰,发生屈服的部位,因此对于嵌固端规范都有严格的内力调整和构造要求。在水平力的作用下,高层建筑就像一根大的悬臂杆件,它的嵌固端就更加关系到整个建筑的安全。
这里必须指出的是,嵌固端和回填土的约束其实是两个概念,回填土的约束能力与地下室顶板是否作为高层建筑的嵌固端没有任何联系,嵌固端的选取对于结构的整体水平位移并不会有任何影响,个别设计人员在认为地下室顶板作为高层建筑的嵌固端的前提下,对于PKPM的土层水平抗力系数的比例系数m填成负值,完全限制了地下室的水平位移,这其实是不合适的,目前SATWE软件在m填负值的情况下,采用的是充大刚度法,在某些情况下,会导致刚度矩阵奇异,使嵌固端附近楼层的剪力出现异常,必须引起结构设计人员的足够重视。正确的做法是m值参照《建筑桩基技术规范JGJ94-2008》中表5.7.5的灌注桩项来进行 取值。真实的填写回填土约束,才能真实的反应结构的真实受力。
2地下室顶板作为嵌固端的条件
《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》对于地下室顶能否作为嵌固端做了明确的规定:
《建筑抗震设计规范》第6.1.14条:1、地下室顶板应避免开设大洞口;地下室在地上结构相关范围的顶板应采用现浇梁板结构,相关范围以外的地下室顶板宜采用现浇梁板结构;其楼板厚度不宜小于180mm,混凝土强度不宜小于C30,应采用双层双向配筋,且每个方向的配筋率不宜小于0.25%。2、结构地上一层的侧向刚度,不宜大于相关范围地下一层侧向刚度的0.5倍;地下室周边宜有与其顶板相连的抗震墙。
《高层建筑混凝土结构技术规程》第5.3.7条:高层建筑结构整体计算中,当地下室顶板作为结构嵌固部位时,地下一层与首层侧向刚度比不宜小于2。
从规范可以看出,判断地下室顶板能否作为嵌固端的条件主要是看刚度比,当地下室一层的刚度足够大时,在满足其他的构造要求情况下(板厚、混凝土强度、配筋率等),地下室顶板就能很好的约束塔楼的位移,成为其嵌固端。当地下室一层的刚度达不到作为嵌固端的条件时,也就是地下室顶板不能符合规范定义的嵌固端时,亦有必要对顶板采取适当的加强措施,因为地震时,地上一层的剪力墙或者柱子底,都难以避免进入屈服阶段,因此仍然对顶板加强显得十分必要,此时板厚、配筋、混凝土等级等都可以按顶板嵌固时的要求来处理。
3地下室顶板作为嵌固端时的影响
地下室顶板作为嵌固端时,规范规定要做以下调整:
1、地下一层柱截面每侧纵向钢筋不应小于地上一层柱对应纵向钢筋的1.1倍,且地下一层柱上端和节点左右梁端实配的抗震受弯承载力之和应大于地上一层柱下端实配的抗震受弯承载力的1.3倍。
2、地下一层梁刚度较大时,柱每侧的纵向钢筋面积应大于地上一层对应柱每侧钢筋面积的1.1倍;同时梁端顶面和底面纵向钢筋的面积均应比计算增加10%以上。
3、地下一层抗震墙墙肢端部边缘构件纵向钢筋截面面积,不应少于地上一层对应墙肢端部边缘构件纵向钢筋截面面积。
另外PKPM软件对于顶板嵌固时,将地下一层的剪力墙也当成底部加强区,进行内力和配筋调整。
参考文献:
[1]建筑抗震设计规范(GB 50011-2010) [S]. 北京:中国建筑工业出版社,2010
[2]高层建筑混凝土结构技术规程(JGJ3-2010) [S].北京:中国建筑工业出版社,2010
关键词:工业建筑;改造;可行性
中图分类号:TU198 文献标识码:A
工业建筑加固改造的概述
建筑物建设时都是根据所要求的功能与标准为基础进行设计、施工的。现有建筑物,经过多年的使用后,随着技术进步和生活水平的提高,可能不满足人民生活和生产的需求;或者社会体制和生产工艺的变革,设计之初的标准和用途都不适应了;或者由于建筑物设备和生产设备的过时,使用荷载的变化,要求增加设备和荷载,改变建筑物某一部位的结构都需要按现行标准和规范,对现有建筑物进行改造和加固。在我国据有关部门统计,目前国内现存的各种建(构)筑物的总面积至少在 500 亿m2以上,工业建筑占40%,其中绝大多数是混凝土结构,而且至少有50%以上已投入使用20 年以上。而工业建筑改造的方向主要有两个方面,一方面经加固改造后工业建筑继续使用经过改造后规模更大更节能,空间使用上更加合理、高效美观和符合人性化。另一方面改造为民用建筑,工业建筑由于的内部空间大、并且承载力较大改造为民用建筑基本上都能满足承载力的要求,外观和内部经过改造和装修后即可使用。
加固改造的基本原则
作为生产场所,工业建筑加固改造应遵循安全、经济、可行三原则。
第一是安全。以保证生产安全为首要目的,生产必须安全,没有安全也就无从谈扩大生产。这就要求工业建筑在改造前必须要全面了解原有的结构材料和结构体系,尤其是在结构加固方案的确定上,必须对已有结构进行检查和可靠性鉴定分析,全面了解已有结构的材料性能、结构构造和结构体系以及结构缺陷和损伤等结构信息,分析结构的受力现状和持力水平,为加固方案奠定基础。
第二是经济。企业改造的目的,是为了获取更大利润,因此,建筑加固改造成本应尽可能小。同时还要减少对原有建筑的损伤,尽量利用原有结构的承载力。对已有结构或构件,在经结构检测和可靠性鉴定分析后,对其结构组成和承载能力等有了全面了解的基础上,应尽量保留并利用其作用。
第三是可行性。将潜挖改造给企业生产增加的影响降到最小,正常生产中的企业,停产会给企业、职工造成较大的经济损失,也对生产要素市场产生影响。因此,应选择合适的建筑加固改造策略。也就是在加固实施过程中应加强对实际结构的检查,并随时消除隐患,尤其是对已有结构的实际状况及结构损伤和缺陷情况是无法百分之百掌握的。
工业建筑结构改造鉴定标准及结构的加固方法
3.1工业建筑结构改造鉴定标准
结构的改造鉴定及加固是个相辅相成的过程,要进行合理的改造首先是要在结构方面进行可靠性评估,可靠性评估目前主要采用传统经验法和实用评估法即规范中的分级评估法,但评估是一个非常系统和复杂的过程,仅靠知识和经验来处理工程中遇到的问题是不够的。而建筑物的鉴定与加固也作为一门学科,理论成果最重要的体现的是相关标准的编制与颁布,这是工程技术人员的法定依据,目前出版的标准包括:加固标准《 凝土结构加固技术规范》C E C S 2 5 : 9 0,《钢结构加固技术规范》CECS-77-96,《建筑抗震加固技术规程》JGJ-116-98,《既有建筑地基基础加固技术规范》JGJ-123-2000,《碳纤维片材加固混凝土结构技术规范》,《混凝土结构加固施工与验收安全技术规范》等;鉴定标准《工业构筑物抗震鉴定标准》GBJ117-88,《工业厂房可靠性鉴定标准》G B J 1 4 4 - 9 0 ,《建筑抗震鉴定标准》GB50023-95,《石油化工建筑抗震鉴定标准》,《钢铁工业建(构)筑物可靠性鉴定标准》YBJZ19-89.《工业与民用建筑抗震鉴定标准》(试行)TJ23-77等。
3.2、结构的加固方法
3.2.1、间接加固法:间接加固法是根据原有结构体系的客观条件,通过一些技术措施,改变结构传力途径,减少被加固构件的荷载效应,目前常用的间接加固法有以下几种:增设构件加固法、增设支点加固法、增加结构整体性加固法、改变结构刚度比加固法、卸载加固法等。
3.2.2、直接加固法:直接加固法是通过一些技术措施,直接提高构件截面的承载力和刚度等,目前常用的直接加固法有以下几种:加大截面加固法、外包钢加固法、预应力加固法、外部粘贴加固法、辅助结构加固法、注浆加固法等。
4、工业建筑加固改造的施工工艺分析
工业企业以生产为目的,工业建筑作为生产场所,其改造应遵从“安全—经济—可行”三个原则并遵从以下基本程序:
工业建筑结构材料性能识别
结构构件损伤状态识别
工业建筑运行环境条件检查
工业建筑的安全性与耐久性诊断
增加负荷前后安全性的分析比较
工业建筑加固改造方案优选
工业建筑加固改造可行性报告
工业建筑加固改造后的安全评价
4.1、工业建筑结构材料性能识别。通过对建筑结构构件材料性能的测试,获取工业建筑结构构件材料基本性能,为建筑结构构件承载能力分析提供依据。
4.2、结构构件损伤状态识别。通过对工业建筑结构构件外观状态、连接状况的检查、测试,识别工业建筑结构构件损伤状况,为建筑结构构件承载能力分析、结构整体稳定性判别提供依据。
4.3工业建筑运行环境条件检查。实地调查分析工业建筑运行环境条件,气候环境、物理环境和荷载环境,为工业建筑结构构件承载能力分析提供依据。
4.4、现行运行环境下,工业建筑的安全性与耐久性诊断。依据前述数据,计算分析现行运行环境条件下,工业建筑的安全性与耐久性.
4.5、工业建筑增加负荷前后的安全性的分析比较。计算工业建筑增加负荷后的安全性,并与现行运行环境下工业建筑安全性比较,分析判断工业建筑需要整体加固、局部加固还是不需要加固,由此初步确定工业建筑加固改造的可行性建议。
4.6、工业建筑加固改造方案优选。依据工业建筑加固改造可行性建议,设计工业建筑加固可选方案,并通过方案比较,选择造价低、对生产影响小的可行方案。
4.7提出工业建筑加固改造可行性研究报告;工业建筑加固改造后评价工业建筑加固改造完成后,应对实施效果、存在问题进行评价,以指导工业建筑使用安全。
5、提高工业建筑加固改造的对策
工业建筑结构鉴定与加固水平的提高是一个系统的工程。首先要提高加固专业队伍的施工水平,这就要求必须加强对施工队伍的的专业技能培训,同时还要提升管理者的安全意识;
其次是需要建立和完善工业建筑结构的加固和修复的质量和技术标准规范。其他方面是需要政府在资金方面的支持提高对工业建筑加固改造研究方面的积极性。同时文化价值观念方面的引导也必不可少,提倡全民节约,节约即创造财富,加固后的建筑同样美观实用并且费用低廉。
6、结束语
工业建筑作为企业生产重要掩蔽结构,对企业安全生产影响重大。工业建筑加固改造的可行性,决定企业生产能力能否提高,又要考虑是否影响到当前的正常生产。为了保证厂房安全使用,探讨了工业建筑加固改造可行性分析的原则和程序,以供同行参考。
参考文献:
关键词:建筑结构设计;抗震设计;建筑设计
抗震结构设计已经成为目前建筑结构设计中较为重要的组成部分,并关系到建筑工程的质量及人员的安全。尤其在一些地震多发地区内,更要提升抗震结构的设计水平,保障建筑的安全性。下文将重点对抗震结构设计展开分析探讨,对其遵循原则及设计理念予以详细说明。
1实施抗震结构设计的目的
建筑结构设计中,抗震结构设计主要是为了实现以下三个目标:一是保证建筑在小强度地震灾害影响下不会存在任何破损或裂缝等病害问题,维持建筑正常使用;二是要求建筑在中强度地震灾害中,存在轻微破损问题,且经过修复后不会对建筑结构带来任何影响;三是要求在强度较大的地震灾害中,建筑处于稳固不倒的状态下,保证周边环境及人员安全。所以在建筑设计中,要做好抗震结构的科学处理,根据现有资料数据,对区域地震灾害等级加以分析,确定建筑抗震性能,合理规划结构布局,改善抗震效果,维护建筑结构稳固性和安全性。
2建筑抗震结构设计中需要严格遵守的设计原则
任何工程设计工作的开展都需要满足既定原则要求,这不仅是为更好地进行工程管理和控制,同时也是为保证工程建设的规范性、安全性,提高后期利用价值。建筑结构设计中,抗震结构设计作为较为重要的一环,在工作落实中也应该加大对原则要求的重视力度,明确现有的规范指标,并严格按照指标内容开展设计活动,完善设计内容,以此更好的推动后续工作的开展,提高建筑结构抗震等级,防止建筑受到外界不良因素的影响,确保建筑结构的稳固性和安全性。具体而言,建筑结构设计中抗震结构设计应遵循的既定原则如图1。
2.1整体性原则
在抗震结构设计中,设计人员应从整体性角度实行综合分析与考量,综合思考建筑要求,合理规划建筑结构布局,以此来完善设计内容,优化建筑结构抗震性能,减少问题的产生。同时要注重前期试验,确定不同等级结构在地震灾害中产生的变化特征,合理选择材料种类,增强结构抗震性。此外,在设计过程中,需考虑到力传导性特点,避免应力集中在某一点致使局部破损,影响建筑结构质量,威胁建筑安全性。抗震结构设计中涉及的子结构种类较多,若想增强抗震效果,需要开展构件及细节的优化与处理,提高建筑安全等级。
2.2清晰性原则
抗震结构设计中,主要是通过传力路径的科学规划,对地震力予以分散和消耗,保障建筑结构的稳固性。实际设计中,应坚持清晰性原则,根据建筑结构特征对传力路径加以科学规划。构建三维立体模型,对整个建筑结构实行分析和探讨,了解结构受力特征及外力施加中可能出现的位移情况,再结合模型进行计算,承载负荷,以此对传力路径加以科学规划,降低地震灾害发生时对建筑结构带来的影响。2.3结构规则原则结构规则原则要求在在设计过程中增大建筑结构刚度,利用刚度加强建筑结构的稳定性,降低建筑在地震作用下的风险系数。在建筑结构设计中,大部分设计人员都忽略了建筑结构刚度的重要性,这使得建筑在外界压力增加或地震波作用下,出现位移、破损等问题,破坏了结构的稳定性。为此,设计中就需做好结构刚度的科学把控,尤其要合理计算抗侧移刚度,并利用专业软件加强计算的准确性,增大结构承载力,继而达到规范标准的要求。
2.4刚度与抗震能力相适应原则
刚度与抗震能力的协调处理可以保证建筑在地震灾害下,通过两个力的相互抵消减轻地震波带来的干扰和破坏,保证建筑结构的稳定性。在设计中,设计人员要充分考虑到建筑结构刚度和抗震能力间的关系,注重力学参数的准确计算,利用两者的相互作用力,对地震波加以分散,降低地震波对建筑结构带来的影响。现阶段,随着高层建筑数量的增多,高度的增加,对抗震结构设计要求有所提高,在抗震结构设计中,需要综合考虑建筑高度、结构特征,注重承力分析和研究,确定承载能力,科学选择连接构件,从而优化结构刚度和抗震性能。
3建筑结构设计中抗震结构设计的重要意义
地震地质灾害对人们的生命财产安全有着较大影响,虽然随着技术手段的提高,人们可以对地震地质灾害予以提前预估,做到科学防控,但其对固定物体的影响还是不可避免的,尤其是对建筑物的影响。所以在设计中,要优化建筑的抗震性能,对地基基础结构、材料、建筑结构加以科学规划和处理,增强建筑抗震能力,减少地震灾害发生时带来的危险和破坏。建筑结构设计作为建筑工程施工中较为重要的一环,目的是对建筑结构、材料、施工技术实行科学规划,以保障其安全性与可靠性,并给出专业的施工方案,推动作业的顺利进行。建筑结构设计中,抗震结构设计是非常重要的环节,能够保证建筑在地震灾害影响下的安全性,避免倒塌、损坏等严重问题的产生,增加人们居住的安全系数,减少不必要损失的形成。
4建筑抗震结构设计理念
在开展建筑结构设计中抗震结构设计时,为加强设计的合理性,保障建筑结构的安全性,提高工程的价值,需要对抗震结构设计理念进行深度了解和分析,根据现今发展实况及具体要求,开展适当的创新活动,从而更好的指导设计人员工作,转变传统设计思想,加强设计的有效性,达成最终的工程建设目标。随着现代化城市的发展,人们对建筑质量的要求不断提高,抗震结构设计作为保证建筑结构稳定性的重要内容,应该加大关注力度,不断尝试设计理念的优化和调整,以此规范建筑的抗震结构设计,明确指标要求,做到科学选址和规划,确定抗震等级及红线范围,最终优化建筑抗震性能。
4.1更新设计理念,加大抗震结构设计重视力度
在建筑结构设计及抗震结构设计中,最为关键的影响因素就是设计人员,如果设计人员不具备专业能力,不具备明确的抗震理念,在设计中很难将抗震与建筑结构融合起来,这样在地震灾害发生时,就会因为抵抗能力不足而出现各种问题,威胁建筑及人们的安全。为此,设计人员需不断提高自身的专业能力和职业素养,根据建筑行业发展趋势做好理念的更新和优化,加大对建筑抗震功能的重视力度,采取科学有效措施完成抗震设计,确保建筑结构安全。建筑工程具有规模大、工期长、设计精准度高等特点,故而设计人员在处理时应做到全面分析和考量,制定针对性的设计方案,更好的指导施工作业的开展。抗震结构设计作为其中较为重要的一环,设计人员应加大对其重视力度,转变传统设计思想,注重数据资料的收集和处理,完善设计内容,增加结构强度,进而减少地震灾害带来的破坏,保障工程的整体效果。再者,还应该充分利用网络资源对抗震结构设计进行深入分析和探讨,了解地震带分布特点,掌握板块运动规律,不断完善抗震结构设计内容,符合建筑结构设计的相关要求,提高建筑整体水平,延长建筑使用寿命。设计完成后,还需开展专项评估和检测,确保抗震设计符合工程的建设要求。抗震结构的不同其产生的作用也存在较大差异,设计人员应重视这一点,并选择合适的结构种类,确保最终设计的合理性与科 学性。
4.2科学选址
地震的产生是由于地下板块剧烈运动强烈碰撞形成的,破坏性强、危险性高。基于这一实际情况,在开展建筑设计工作时,就应选择合适的施工场地,减少地震灾害造成的破坏。由于建筑物的震害是由一些地质运动造成的,可以考虑选择一些地质较强的位置来建造建筑物。在选择抗震地理位置时,应基于以下两个方面:一方面可选择地质偏硬的地理空间建造建筑。该类型地质结构的承载力较大,不容易出现地震或山体崩塌等问题。在建筑建设中,可有效提升结构刚度和承载力,削弱地震的破坏力;另一方面选择地势平坦宽阔的区域,该区域稳定性强,地壳运动激烈性不高,地震等级也会相对较低,可以降低抗震结构设计难度,改善建筑结构抗震性能,增大建筑安全系数。
4.3明确设计指标
在抗震结构设计中,设计人员需开展现场勘察,收集齐全的数据资料,明确设计指标要求,并以此为基础更好的规划设计方案,提高建筑结构抗震等级。在设计过程中,指标参数的确定要做到科学合理,要考虑到可能发生的问题及带来的影响,切实增大建筑结构承载力、强度和刚度。另外,在设计指标确定中,还应考虑到国家现有规范标准,全面分析地震作用力对建筑的伤害等级,以此为依据,完善抗震结构设计方案。此外,在设计过程中,设计人员还要树立全面管控意识,从多方面展开考量,注重设计的合理性、可靠性。
4.4提升抗震等级
在抗震结构设计中,如果抗震等级要求未达到标准要求,在日后使用中仍会受到地震波的影响,并导致建筑结构出现破损、裂缝、位移等问题,降低建筑质量。为此,在设计中,设计人员就需要对建筑抗震等级要求予以掌握,增强抗震性能合理性,减少建筑结构病害的产生。如在高层建筑结构设计中,设计人员可利用计算机软件对结构性能特征加以分析,重点了解结构物理刚性,掌握其位移及扭转力参数。在分析过程中,可按照建筑形状的常规设计要求,遵循国家相关技术规范,合理测量和判断高层建筑的物理刚度,使高层建筑的扭转力和位移刚度在1.1-1.2之间。在剪力墙与简化连梁的设计中,需使相关参数符合如下要求:连梁跨度高度比要控制在2以内,设置暗柱作为支撑结构,保障结构稳定性;设计过程中如发现连梁跨度高度比在1以内,需要设置交叉暗柱作为支撑结构。地震运动多是受到地壳垂直运动导致的,所以在抗震结构设计中,设计人员还需对地质地理结构特征及运动轨迹予以详细了解,并根据以往数据资料开展分析工作,对建筑所在区域及周边环境加以科学把控,预测和判断地震发生频率、地震等级变化,为抗震结构设计提供依据和参考(如图2)。同时,设计人员还要分析该地区的地震运动趋势,使区域建筑工程地质结构总体布局和该区域地震运动趋势大致处于相对垂直的状态,以降低特大地震对区域建筑工程前期设计的不利影响。
4.5抗震防线设计
抗震防线的科学设置可以在保证建筑结构整体性的前提下,优化建筑结构抗震性能,确保建筑的稳定性和安全性(如图3)。抗震防线规划设计原理为:在无大震的特殊条件下,注重侧向抗震性的有效延伸,以此保护建筑结构,优化抗震功能。通常情况下,抗震防线会设置三条,一条主两条次,以主线为主,开展防控处理。因为在地震灾害中,主要抗震线被破坏后,其他两条抗震防线才会出现问题,所以设计中要开展科学分析与考量,以确保放线质量。4.6结构选型抗震结构设计中,结构选型合理性对于抗震效果提升有着重要意义,在设计过程中应加大重视力度,增强整体设计有效性。在建筑工程结构抗震类型的设计和应用中,必须特别注意建筑结构抗震类型的正确设计和选择。根据建筑的具体功能要求及主体结构的特点,做到精心设计和分析,通常体现在两个方面,即立面的主体结构和建筑平面的主体结构,具体如图4所示。在抗震结构设计中,还应该遵循既有原则和要求,保障结构的安全性和稳定性,从而优化建筑抗震性能,有效提高建筑质量,延长建筑的使用寿命。为此,在建筑结构选型中,设计人员需要分别从整体性、安全性、协调性等多方面进行分析和考量,增强结构抗震效果,提高建筑稳定性和安全性。另外,在抗震结构设计中,分析结构受力特征,并根据结构性能要求,对抗震性加以科学分析,以削弱地震破坏力,保证建筑的质量和安全。
结语