建筑结构设计中的抗震设计论文_钟海军

建筑结构设计中的抗震设计论文_钟海军

萍乡市佰利建筑设计有限公司 江西省萍乡市 337000

摘要:众所周知,地震的破坏力是巨大的,严重威胁了人们生命财产安全。在我国的历史上,发生过很多次大型地震,对房屋结构造成破坏,并造成巨大的人身伤亡,所以做好抗震设计工作至关重要。当前我国建筑结构的抗震理念是三道防线,即小震不坏、中震可修,大震不倒,对结构中承担地震荷载的构件进行重点设防,有效提高结构的抗震能力,加强其安全性与稳定性,有效地保障人身安全与财产安全。设计人员在工作中针对不同结构形式的建筑应当制定不同的设计方案,使得抗震设计方案有实用性,能够在地震作用下保证居民的安全。

关键词:建筑结构;抗震设计;策略

引言

经济发展需要自然资源的供给支持,而资源过分开采使得自然灾害频发,由地震引发的灾害无论是对于经济发展还是社会稳定而言都是沉重的,在以改善环境、寻求新的经济发展方式之前需要不断提高建筑质量,做好建筑安全保障,避免自然灾害对建筑造成破坏的同时,损害公众安全。对于提高建筑质量,建筑工程的首要工作就是结构设计,工程后期施工都要建立在科学的结构设计基础上,因此设计人员必须掌握抗震结构设计要点,才能保证建筑的实用性。

1建筑抗震设计理念

根据地震等级的不同来保证建筑结构的质量,做到小震不坏、中震可修、大震不倒的基本原则。具体来说,在建筑结构抗震设计中主要可以分为以下三个阶段:

第一设防烈度地震(低于本区地震等级的地震)。由于地震等级较低,建筑结构仍处在弹性变化阶段内,不会造成任何的损坏,也无需进行任何的修补。不过需要对建筑结构的承载力极限以及弹性变形限值事项有效验算。

第二设防烈度地震。即与本区地震等级相同的地震。该阶段内,建筑结构自身已经存在一定程度的损坏,可以根据建筑结构的破坏情况选择修理或者不修理,不过不管采用哪种处理方式,都需要控制建筑的延展能力,以免脆性破坏问题的发生。

第三设防裂度地震。发生高于本地区地震级别的地震,此时的建筑结构已经进入了塑性变形阶段,出现了较为严重的破损,需要对建筑进行合理修补,以免建筑出现倒塌现象,威胁人们的生命财产安全。

2建筑结构抗震设计中存在的问题

2.1材料选用不当

根据板块构造学说,我国处于环太平洋火山地震带和地中海——喜马拉雅火山地震带之间,地震发生频率较高,加强建筑结构的抗震设计是确保人民生命财产安全的重要保障。当前,我国建筑所选用的建筑材料一般多为钢筋混凝土或者砂石结合的材料,这些建筑材料在刚性和稳定性上来看存在一定的局限性,当强震来临时很容易被突然来临的能量导致建筑结构弯曲变形,甚至产生结构的整体性位移,这些传统的建筑材料在抗震性能方面还具有一定的局限性。

2.2精密性不足

建筑结构中影响抗震的因素很多,诸如结构设计的合理性、结构与连接点之间的受力均衡性等,建筑材料也会影响抗震情况。出于建筑自身的复杂功能价值,使得我们要做好建筑结构的抗震设计,首先我们需要做的就是对建筑的抗震能力进行分析和评价。目前很多建筑结构在抗震性设计方面还存在一定的弊端,对抗震参数、抗震结构数据的计算还不够精准,其精密性还远远不能满足要求,这使得建筑结构在抗震方面埋下了安全隐患。一些建筑结构抗震性设计忽略了一些不确定性因素,这些不确定性因素可能存在不可估量的破坏力,使得抗震结构设计方案失去真正的作用。

3建筑结构设计中的抗震设计策略

3.1选择适宜的场地

选择合适的场地是设计人员进行抗震设计的第一步,因为良好的场地便于抵抗地震力,相对平坦开阔的空间能够提升建筑物的抗震能力。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆均匀的土质能够传递相同波速的地震波,防止在同样的部位产生不同的力,密度和承载能力较好的土质能够很好地分担建筑结构传递下来的重力荷载,还能提高建筑物与地基的整体性。在选择建筑场地的时候应当尽量避开液化土、湿陷性黄土、采空区以及河岸边缘等地段,避免土体中密度不平均、硬度和凝结度不同对建筑结构设计造成影响,对于一些容易发生地质灾害例如滑坡、泥石流等地段也应当合理规避,还要避开地震断裂带,以免降低建筑结构对于地震的抵抗性。

3.2做好结构参数的选择与计算

要做好建筑结构的设计工作,尤其是抗震设计工作,需要对建筑结构的参数进行选择,如果参数的选择错误,会对建筑结构的抗震性能造成很大的影响,因此在设计之前,设计人员就应当对建筑结构的设计参数进行科学选择,不能够确定的参数通过实验进行确定。在模拟地震灾害所建立的模型当中进行计算与分析,甚至可以按照比例建造建筑物的模型,并在振动台上模拟地震作用进行试验,找到建筑结构抗震的薄弱点,进行计算与加强,从而保证建筑结构在地震中的受力合理与科学性。

3.3完善建筑立面、结构竖向布置抗震设计

结构体系的外形设计和结构刚度的变化均会使楼层发生较为严重的变形,主体结构竖向布置的过程中也需要注意多方面的内容:结构侧向刚度自下而上逐渐减小。为有效规避软弱层,应采取有效的措施避免上下层刚度发生突变。框架结构的楼层与相邻上层的侧向刚度比应在0.7以上,与相邻三层的平均侧向刚度比需在0.8以上。在框剪结构中,楼层与相邻上层的刚度比在0.9以上,底层嵌固层的刚度比在1.5以上。结构中需尽量规避软弱层,层间受剪承载力应在上一层的8成以上。结构上部楼层的收缩部分到室外地面的高度与房屋高度的比值若超过0.2,则上部楼层收进后的尺寸要为下部楼层水平尺寸的75%,上部楼层的尺寸不得超过下部外挑水平尺寸的110%,规定外挑尺寸在4m以内。楼层的重力需沿高度均匀分布,上部楼层的重力应在下部楼层的1.5倍以内。

3.4分体柱的合理应用

短柱的抗弯承载能力和抗剪承载力存在一定的不均匀性,使得建筑结构在地震作用下,因为抗剪能力的不足而出现一定损毁,抗弯承载能力则无法发挥其自身功效。所以在性能划分上,应该提升抗弯承载能力和抗剪承载能力之间的协调性,这样在地震作用下,柱子将先达到抗弯强度,从而呈现出延性的破坏状态。分体柱方法则是协调短柱抗弯承载和抗剪承载的主要措施。通过人力作用将短柱的抗弯性能予以消减,保证两者的平衡。

具体措施为,在柱中沿竖向设缝将短柱分为2或4个柱肢组成的分体柱,分体柱的各柱肢分开配筋。在组成分体柱的柱肢之间可以设置一些连接键,以增强其初期刚度和后期耗能能力。通常情况下使用的连接键有通缝、预制分隔板、预应力摩擦阻尼器、素砼连接键这四种。此外,随着经济和技术的发展,对建筑结构抗震设计的研究力度也在不断增加,尤其是在建筑结构与地基材料性能、动力响应、计算理论等方面的研究上取得了显著成效,为建筑结构抗震设计水平的提高奠定了坚实基础。

结语

综上所述,地震能对建筑物产生强大的破坏作用,影响社会经济的发展,为降低地震对建筑结构的破坏作用,在建筑设计环节,必须要重视和强化抗震设计,结合建筑物的实际情况,根据影响建筑物抗震能力的因素,有针对性地采取有效措施,来提高建筑物结构设计的科学性和抗震能力,为其安全性能提供可靠保障。

参考文献

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[3]于军强.探究建筑结构设计中的抗震设计[J].居业,2018(1).

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[5]乔玉瑞.建筑结构设计中的抗震设计探究[J].中国高新区,2018(14).

论文作者:钟海军

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年3期

论文发表时间:2019/6/10

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