建筑结构设计中抗震设计探讨论文_宣荣

建筑结构设计中抗震设计探讨论文_宣荣

江苏省金陵建工集团有限公司建筑设计院 江苏扬州 225000

摘要:随着科技、经济等方面的发展,建筑工程的规模也逐渐扩大。而抗震设计作为建筑设计中的重点环节之一,对建筑使用过程中的安全性和稳定性有着直接关系。要想降低地震对建筑的伤害,就需要在建筑结构设计过程中明确地震的危害、抗震设计基本要求以及抗震设计方法等,提高建筑的稳固性。

关键词:建筑结构;结构设计;抗震设计

1建筑抗震结构设计的概念

所谓建筑结构中抗震概念设计,在对建筑物进行相应的抗震设计时,设计人员不被传统的、盲目的计算机数据验算分析所拘泥,而是依据当地地震灾害资料以及长期的建筑结构抗震设计的经验而形成的建筑结构抗震设计理念,且在这基础上对建筑结构进行相应的总体布置以及一些部分构造,从而来确定分析过程。建筑结构中抗震概念设计展现设计人员对于地震知识以及当地地震的相关资料的灵活运用,同时,这也凸显了设计人员在对建筑结构进行相应的抗震设计时的创新能力。

2建筑结构抗震设计方法要点

我国所颁布的《抗震规范》提出了两阶段设计方法,以实现上述3个烈度水准的抗震设防要求。第一阶段的设计方案,必须要符合抗震设计原则,同时根据与基本烈度相对应的众值烈度(相当于小震)的地震动参数,通过采用弹性反应谱法求得结构在弹性状态下的地震作用标准值和相应的地震作用效应,接着与其他荷载效应按一定的组合系数进行组合,同时对结构构件截面,进行具有针对性的承载力验算,如果建筑物较高,还必须要进行变形验算,以保证其侧向变形不要过大。这样,一方面满足了第一水准下必要的承载力可靠度,同时也满足第二水准的设防要求。对于非地震高发区的大多数建筑结构而言,只进行第一阶段的设计已经足够了,但根据建筑的特点和地区的特征,少部分结构诸如有特殊要求的建筑和地震时易倒塌的结构,还必须要进行第二阶段的设计,也就是按与基本烈度相对应的罕遇烈度(相当于大震)验算结构的弹塑性层间变形是否满足规范要求。如果发现有变形过大的薄弱层,那应该积极修改设计,或者可以采取相应的构造措施,以满足第三水准的设防要求,也就是大震不倒。

3建筑结构设计中抗震设计存在的问题

3.1建筑抗震场地选择不合理

建筑结构在设计有几点需要特别关注的问题,首先就是对建筑抗震场地的选择,由于其对于建筑抗震的整体设计具有直接影响,如果选择不到位就会直接造成建筑整体抗震性能的下降,在地震灾害发生的时候,地表会发生不同程度的振动活移动,对所在区域不同结构、不同性质的建筑物造成的损害程度也是不一样的。在剧烈的振动影响下,建筑结构的整体结构被破坏,严重的情况下甚至有可能会发生坍塌现象。在建筑设计中场地选择的时候应该避免在不适合地地质条件上建立,比如:软土层或易被液化的砂土层。当不能避免在这种环境中进行施工时,必须要采取有效的改良措施,根据地震级别的要求,加强地基基础的加固和防护。

3.2建筑结构体系选择不合理

建筑结构抗震设计在进行中首先要进行方案的确定,选择合适的建筑结构体系对于建筑抗震性具有直接影响。在抗震设计过程中容易出现以下问题:第一,以偏概全,在建筑设计中由于对某个建筑结构设计不理想造成整个结构的抗震性能降低,在设计中应该进行建筑结构的整体性规划,避免在出现个别部位损坏的情况下,影响建筑物整体的抗震性和稳定性。第二,没有做好准确的计算,对于地震所造成的影响没有合理分析,不清楚地震发生时所造成的传递路径,对于竖向结构设计垂直度及荷载条件等都存在一定缺失,上部结构对竖向构件产生的垂直重力荷载不完整,严重影响抗震效果。第三,设计人原设计能力存在问题,对建筑结构设计的强度及刚度设计都不能做到很好的把我,在设计过程中结构构件所承受的刚度和强度分配不均匀,造成结构整体效果的不理想。

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3.3缺少平面布置规则性

除了上面两点需要注意的问题,在建筑结构的抗震设计中对于平面布置也会非常关键的一项,在平面布置中如果没有按照相关的规则进行布置,很容易影响建筑结构抗震性能的整体效果。只有确保方案的规则性,才能提高整体的工作效率,由于设计人员在建筑结构整体设计中,缺乏对平面布置规则性的考虑,造成空间结构的不完整,在发生地震灾害时,产生不利影响。

4建筑结构设计中抗震设计的重要策略

4.1因地制宜,选择合适的建筑场地

由于建筑场地的选择对抗震设计工作具有重要意义,合理的选择建筑场地能够降低在后期建设中的不利影响,缩减施工工作量。首先,场的的选择应该是较为平坦的地方,这样能够减小地震发生时对周边或者建筑结构造成的损失,并且有助于施工工艺的施展。其次,在选择建筑工程场地时,尽量选择视野开阔、地区发展较为疏松的地段,这样在发生地震的时候也能提高建筑物抗震性能,视野开阔的场地也有利于建筑项目的施工操作。再次,在建筑场地选择时,对当期地区的密度、硬实程度等进行检测,了解土地性质并进行合理的措施提高建筑结构整体稳定性,促进地基基础稳固,降低地震发生时坑内出现的开裂现象。最后,建筑结构抗震设计时,应该了解区域内的地震历史,禁止将建筑场地选择在地震断裂带范围内,由于是地震发生时的高危区,能够直接影响建筑物的抗震性能。另外,在软土地基进行建筑物施工时,应该做好软土处理工作,通过置换或者硬化等手段降低建筑物的塌陷。

4.2建筑结构参数计算

在进行建筑结构的参数方面的设计时,要根据自然条件以及建筑的结构所属的类型,再具体分析建筑的荷载作用力以及计算机技术,来建立相应的建筑结构的抗震设计计算模型,在保证建筑的抗震结构下,实现其合理性以及科学性。

4.3提升建筑工程的布局设置合理性

建筑结构在受到地震灾害的作用时,不仅仅是受到地面运动的影响,在地震发生的同时还会产生相应的空气冲击或者其它作用力,所以在建筑结构的设计中应该注意对每一个不利影响的控制,让其具有足够的抵挡能力,应对各方向作用力对建筑结构造成的影响。确保在平面的方向上有足够的强度和稳定性。其次,在进行建筑结构设计时,应该避免结构太繁重,简单安全为主,如果存在较多的结构体系反而会造成不稳定因素,根据相关的计算,提高建筑结构在应对地震灾害时整体效果,加强结构稳固性建设,确保结构安全。另外,建筑结构设计过程中,还应该注意对整体结构的规划和完整性设计,确保建筑结构从上部到底层结构的有效联系,能够承受过程中作用力的传导,在受到地震灾害冲击时,有效分散作用力,形成一个整体的抵御效果。

4.4确定抗震结构体系

抗震结构体系是抗震设计应考虑的首先问题,一个建筑结构设计方案的选取是否合理,对经济性和安全性起到决定性作用。建筑结构体系应具备明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。建筑结构应设有多道抗震防线,应避免因部分结构或构件被破坏而导致整个结构失去抗震能力或对重力荷载的承重能力。建筑结构体系应具有必要的承重能力,消耗地震能量的能力和良好的变形能力。在选择建筑结构体系时,要首先考虑建筑物刚度和场地条件的关系。当建筑物自振周期和地基土的卓越周期一致时,容易产生共振而加重建筑物的震害。选择结构体系时,要多注意选择合理的建筑基础形式。建筑基础应要有足够的深度,对于建筑层数较多的住宅应设置地下室。对于软弱地基应选择用箱形基础、筏片基础和选用桩基。

4.5隔震措施,设置多道抗震防线

在对建筑结构抗震的设计中,应考虑多设置几道抗震防线。假如建筑物设置应用了多重抗震防线,在强烈的地震当中,第一道抗震防线产生破坏之后,第二道、第三道、和第四道等抗震防线应立即接替,继续对在发生的地震冲击力进行抵挡,这样可以最大程度保证建筑物的稳定和安全,避免出现建筑物坍塌的情况。在利用纯框架结构时,应首选“强柱弱梁”型结构,梁充当第一道防线,柱充当第二道防线。双重抗侧力体系在抗御地震时,具有两道防线,一道是框架,一道是支撑或墙体。

5结束语

总之,在建筑结构设计中,建筑物的结构抗震设计是整个建筑结构设计中最重要的设计部位之一。为了更好地避免地震在生产和生活过程中给人们带来的灾难,相关的建筑结构设计人员在进行建筑结构设计的研究和建筑结构工程设计的过程当中,应该从宏观角度出发,对建筑结构设计进行综合处理。

参考文献

[1]李晓辉.建筑结构设计中常见问题探讨[J].建材与装饰.2017(12).

[2]温高擎.建筑结构设计中的抗震设计分析[J].门窗.2016(8).

论文作者:宣荣

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第34期

论文发表时间:2018/5/17

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