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建筑结构设计中的抗震设计探讨

发布时间: 2022-11-09 16:35:04 来源:网友投稿

摘 要:现阶段,地震灾害发生率频繁增加,调查显示,我国处于地震多发带上,一旦发生地震灾害,会造成极大的损失,严重的威胁着人们的生命和财产安全。 如何提高建筑结构的抗震性成为建筑设计人员必须关注的焦点,本文针对建筑结构设计中抗震设计进行研究,指出了做好抗震设计的重要性,地震的危害和抗震设计要求,抗震设计的主要方法,为建筑工程结构设计提供参考。

关键词:抗震设计;建筑工程;结构设计;地震

1 引言

为了加强建筑结构建设,增强建筑的有效性,实现抗震设计的稳定性,诸多地方开始了建筑的新型开发。这种新型研究的目的就是为了增加建筑在地震来临时的承受能力,要求建筑能够在更大程度上减少因为地震而带来的损坏,使得建筑物性能得到提高。文章就建筑结构设计中抗震设计策略进行探讨。

2 地震的危害

地震灾害是一种破坏性较大的自然灾害之一,威胁着人们的生命财产安全,会使建筑物发生剧烈震动,极大的破坏了建筑结构,甚至会使建筑物倒塌。近些年发生的较为严重的地震灾害有:唐山大地震、汶川地震等。据统计,我国在20世纪,就有约50万人死于地震灾害,在同期全世界因地震灾害死亡人数的50%。面对这些沉痛的历史教训,在灾难事前规避损失,是全体人民的心声。

3 建筑结构设计与抗震设计的关系

建筑抗震要求与建筑结构设计有机结合起来,以确保建筑抗震设计水平满足国家相关要求。在建筑结构设计中,建筑方案初期规划和初步深化设计中应将抗震要求考虑在内,便于结构设计人员对结构体系和构件系统进行合理布置,包括建筑结构的质量分布、刚度分布、地震作用、结构受力和变形合理等,以达到提高建筑结构抗震承载力的目的。将抗震设计理念贯彻到建筑结构设计的全过程,能够从根本上对建筑抗震设计起到直接的制约作用。

4 抗震设计发展现状

随着城市化进程的加快,建筑物的层次也越来越高,建筑物的层次越高,人们对抗震程度的要求也越来越高。我国建筑物在抗震上现今普遍利用框架与砌体两种结构进行设计与施工,这两种情况虽然具有一定的抗震能力,但在地震中都在某些方面遭到了削弱。从框架设计上看,首先,总体上抗震能力没有增加。虽然框架设计在抵抗地震横波带来的破坏上得到了明显加强,但是针对于地震纵波带来的破坏上反而弱化,这就使得建筑物的抗震能力实质上没有提高,反而因为建筑结构的变化下降;其次,抗震性能难以明确评估。由于实际的地震情况很难模拟,这就给框架设计的实际抗震能力打了问号,它的抗震性能捉摸不定,这就导致实际上框架设计并不能够在建筑工作中广泛运用;最后,框架设计填充墙隐患严重。框架设计由于本身设计原因,加之填充墙抗纵波破坏上明显的不足,于是一旦地震发生,纵波来临时,极易造成建筑顷刻倒塌。砌体结构最主要的任务是不能够因为图一时之快,而将墙体厚度减少,虽然减少墙体厚度能够将房屋可用空间增加,但降低了房屋抗震能力,降低了建筑的实际性能。

5 建筑结构设计中抗震设计的有效措施

5.1 因地制宜,选择合适的建筑场地

①较为平坦的地方应该是场地选择的第一目标,地震发生时对周边建筑结构造成损失的程度被大大缩小,为施工工艺的施展创造了准备条件。②选择好的建筑场地要满足建筑抗震设计的地段要求,包括视野开阔、地区发展较为疏松等。这对提高建筑物抗震性能同样具有重要意义,而且建筑项口的施工操作十分依赖视野开阔的场地。③依据对当期地区的密度、硬实程度的数据监测,充分了解当地土质状况,并采取合理措施提高建筑结构的稳定性,有效避免地震时建筑物地基开裂的现象。④在进行建筑结构抗震设计的过程中,对当前建筑区域的地震记录进行综合分析,避免在地震断裂带范围内进行建筑物作业。另外,做好软土处理工作是在软土地基进行建筑物施工时必须采取的措施,合理运用降低建筑物塌陷的手段,包括置换或者硬化。

5.2 结构体系要合理

①尽量避免因部分结构问题而影响整体抗震性能;②灵活运用钢筋混凝土,确保建筑具有良好承受力、地震波动消耗能力;③要在确保建筑设计计算图明确的同时,保证地震作用能够科学有效传递;④保证建筑结构具有一定刚度与强度,同时要使得它的这些性质在建筑整体当中均匀表达。既要防止在建设中可能出现的局部变形,也要保证建筑节点不会遭到破坏,全面提高建筑的抗震能力。

对于我国的建筑结构,它的结构应具有一定的规则性,这种规则性在三个方面有所表现:①建筑主体抗侧力结构在它的两个主轴方向上刚度、变形性能都应该相似;②建筑主体抗侧力机构在平面布置中,需使得同一方向上的抗侧力刚度均勻;③建筑主体抗侧力机构常常为竖向断面,它的均匀程度比较高,需要防止突变。针对于抗侧力类型,有着不同的结构体系,同时也有一定的适用范围。

5.3 科学配置建筑构件,保证建筑构件以及连接点处质量

隔震构件具有较大的垂直支承能力,在大变形时也能够确实支承建筑物的质量,采用直径小的叠层橡胶时,应可以支撑建筑物的质量,一般叠层橡胶最大变形发生时重叠部分不得小于直径的一半尺寸。在进行建筑结构抗震设计时,除了要科学配置建筑构件,还应确保各个构建之间连接点处的质量要求,确保连接牢固,避免由于连接松动而影响到建筑使用寿命。当前建筑的外墙会使用装饰材料,例如瓷砖、大理石,虽然表面看起来,这些装饰材料是与外墙相连,其是否能和建筑主体结构牢固连接对建筑的抗震性能也有影响。近些年在地震事故中的玻璃雨现象,就是在地震作用下玻璃幕墙出现变形导致玻璃破碎而发生的。因此,一定要确保建筑中各构件及连接处质量,防止在地震中玻璃幕墙变形与脱落。另外在对内隔墙、玻璃隔断等构件展开设计时,也要确保连接点的质量,使其牢固连接,保障建筑结构的抗震性能。

5.4 地震剪力要达标

地震作用下地震剪力面临一定的要求,这个要求有一个最小值,也就是最小地震剪力要求,地震剪力受到结构刚度和质量的影响,剪重比受到阻尼、建筑高度、建筑场地三个方面的影响。首先,建筑高度上,一般说来,较低层的建筑物要满足地震剪力都比较容易,而在400m以上的建筑物想要满足地震剪力,就需要采取相应的措施;其次,建筑场地的不同对于地震剪力的影响也存在;最后,建筑的整体上需要有一定的抗侧刚度,该刚度要使得风荷载作用下层间位移角以及建筑功能区舒适度等等方面得到满足。同时还需要谨慎、合理考虑相关技术的影响。

6 结语

目前,由于受到技术水平等因素的限制,无法准确预测到未来地震发展的时间、规模和地点等,人们对地震作用的特性和地震破坏机理的认识尚不充分,传统的建筑结构设计方法难以保障地震突发时结构的稳定性和安全性,因此,在建筑结构设计中融入良好的抗震设计理念是极为重要的。从文章论述的内容可知,建筑结构抗震设计应朝着“小震不坏、中震可修、大震不倒”的方向发展,以通过抗震构造措施来保证结构和构件具有足够的塑性变形能力,保障建筑物的稳定性,进而减少地震灾害对建筑行业发展造成的影响。

参考文献:

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