哈尔滨工业大学建筑设计研究院 黑龙江省 哈尔滨市 150090
摘要:在建筑结构设计过程中,应用抗震设计理念可有效增强建筑结构的抗震性能,提升建筑的稳定性和安全性,将地震对建筑造成的损坏将至最低。对于建筑结构来说,抗震能力是最基本的设计要求和参数结构。
关键词:抗震设计理念;建筑结构;设计方法
1.建筑抗震概念设计概述
建筑结构设计一般会从两个方面进行设计:①计算设计;②概念设计。建筑结构设计需要建立在准确数据、完善信息的基础上,但由于地震具有一定的不可预测性,故在实际工作中想要通过计算设计来进行建筑的抗震设计是不现实的,这时就需要进行相关的建筑抗震概念设计。在建筑抗震设计过程中,通常会采用概念设计来引入地震的情况,再模拟出相应的地震情况,并根据模拟的相关参数进行建筑结构的计算,以得到相应的建筑抗震结构,进而保障了建筑结构的抗震性能。另外,建筑结构抗震设计的总体目标为:应按照建筑工程所在地的小震效应对主要结构构件的承载力进行科学计算,以此来掌握建筑在该条件下的弹性变形情况;同时对建筑在大震情况下的结构弹性变形进行计算,保证设计能够达到第三水准的抗震要求。在建筑结构的抗震设计中,设计目标是设计工作开展的大方向,所有设计工作均应围绕该目标展开,以此使建筑结构具有良好的抗震性能,从而达到小震不坏、大震不到的效果。鉴于地震具有很大的不确定性,基于性能的抗震设计需要估计各种水准的地震影响。我国抗震规范规定,对处于发震断裂带两侧10km以内的结构,应计入近场影响。在抗震设计中对框架结构来说,结构的性能划分为三个水平,即使用良好、人身安全和防止倒塌。
2.建筑结构设计抗震设计的核心要素和目的
2.1抗震设计的核心要素
建筑设计师在具体的建筑结构设计中,需要将抗震设计列入设计基本内容之一,作为至关重要的设计对象,设计师在进行具体的抗震设计规划时需要坚持承上启下的原则,具体来讲,设计师需要根据以往的建筑设计来总结归纳经验和教训,即对于以往处于地震灾害的建筑结构设计进行重新的观摩,对于建筑工程倒塌的设计以及具体关于抗震设计的规划方案,务必要总结其合理和不合理的地方,吸取成果和教训。其次,在此基础上,设计师需要保证其自我学习和更新的能力,即及时学习和掌握先进的抗震设计理念、抗震标准以及规则等内容。第三,结合上述两点内容,和项目业主方仔细沟通设计要求,仔细分析当地地震灾害对于建筑工程结构的影响,得出有效的相关数据,完善具体的抗震参数设计统计,从而建立有效的、全面的以及针对性的抗震设计方案,保证抗震设计方案能够实施,从而确保建筑结构能够在地震灾害中稳定和安全。
2.2抗震设计的目的
归根究底,抗震设计是需要落实到建筑项目的具体施工过程中的,其对于建筑工程项目的重要性不言而喻。而建筑工程项目建设最终是需要归为业主使用,且需要保证其使用寿命的延展性,使用的安全性以及稳定性等。因此,建筑结构设计抗震设计的目的在于保证设计方案能够适用于建筑工程,能够保证建筑工程最终能够安全稳定的投入使用,能够保证地震灾害中建筑工程项目损失最小化,能够保证建筑工程业主方的利益。
3.抗震设计的关键问题分析
3.1建筑结构体系要合理
对建筑结构体系,要根据建筑抗震设防类型、烈度、建筑物高度、施工条件、地基、材料等更方面出发,综合比较技术、经济及使用性等条件而合理确定。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆主要表现在:(1)、在建筑结构体系中,必须要具备明确的计算简图与合理的地震作用传输渠道。(2)、要预防因部分结构或构件破坏引起整个结构体系抗震或重力荷载能力降低。(3)、结构体系中,抗震承载力必不可少,同时变形与地震能量消耗等能力也非常重要。(4)、制定相应措施,提高建筑薄弱部位抗震能力。
3.2科学设定建筑防震缝宽度
随着现代科技的快速发展,建筑工程从规模到外观,都发生了相应的变化,特别是建筑结构形体日益复杂,防震缝设置就显得尤为重要。例如,在建筑地基不均匀处,建筑物长度较大,或错层较大情况下,防震缝设置非常重要。对于防震缝宽度的设计,国家及建筑行业内也颁布了相应的规定。(1)、如果建筑物整体高度低于15米,其防震缝宽度设置为10cm。(2)、如果建筑物整体高度超出15米,在6度、7度、8度及9度高度分别增加5米、4米、3米及2米,其防震缝宽度相应的增加20mm。在建筑抗震设计中,设计人员要严格依照上述规范要求,科学规范的确定建筑防震缝宽度。
3.3场地选择
在进行建筑结构抗震设计时,场地的选择是非常重要的,也是确保建筑结构抗震性能提升的关键。在进行抗震设计的过程中,应当选择一些地形较为平坦与开阔的区域,这样才能确保建筑结构的抗震性能能够显著提升。所选择的场地土质结构应当拥有相对优良的硬度以及密度,确保土层结构能够满足建筑结构承受载荷的要求。在对场地进行选择时,尽量不要选择软土、液化土以及采空区域,防止由于土层结构的性能较差而影响到整个建筑结构的抗震性能。另外,在进行场地选择的过程中,也应当避开地震断裂带区域,防止建筑结构的抗震性能受到影响。
3.4空间布置
1)均衡性布置。发生地震灾害时,建筑结构承受的作用力不只是来自一个方向上,其作用力的方向可能来自于任意的方向。因此,在对建筑结构进行抗震设计时,应当确保建筑结构具有较好的均衡性,保证建筑结构能够抵御不同方向上的作用力破坏。
2)简单性设计。要是建筑结构相对复杂,那么,要保证建筑结构物稳定的维持力量也会相应的增加,对整个建筑结构产生影响的因素也随之增加。要是建筑结构相对简单,则可以更容易的实现建筑结构的整体稳定性。所以,在进行抗震设计的过程中,应当在满足建筑结构功能性的前提下,尽可能的使建筑结构简单化,有效的减少影响建筑结构稳定性的因素,确保建筑结构抗震性能的提升。
3.5建筑平面抗震设计优化策略
建筑平面抗震设计最重要就是强化对称设计。对称设计有利于建筑布局美观,还能提高建筑受力平衡性,利于后期抗震设计优化。当受到外力时,受力均衡结构可以将外力平衡化,将局部外力分散开来,大大降低结构承载重量,提升结构抗震效果。除此之外,对称设计还能预防结构扭转,减少剪切力产生,降低对建筑原有结构破坏,保证民众生命安全。同时,设计者还应该将同一平面结构设计有机结合起来,发挥每一结构功能性之余,提高建筑稳定性,在布局上完成美观与实用相统一。在窗户等设计上减少“转角效应”,避免地震中窗户外翻造成人员二次伤害。在大厅结构设计时可应用大跨度结构,提高横跨度,避免主梁弯曲,提高抗震效果。
结语
无论是在建筑外形上还是平面设计上都要确保建筑结构受力一致,设计师有责任将所有建筑结构统一起来,起到强化建筑结构承载力、稳定性等作用,为抗震设计优化奠定坚实基础。
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论文作者:徐溪雪
论文发表刊物:《防护工程》2017年第28期
论文发表时间:2018/2/2
标签:建筑结构论文; 建筑论文; 结构论文; 性能论文; 建筑工程论文; 结构设计论文; 稳定性论文; 《防护工程》2017年第28期论文;