浅谈民用建筑中的结构抗震设计与分析论文_何杰

浅谈民用建筑中的结构抗震设计与分析论文_何杰

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摘要:近年来,随着我国建筑工程的快速发展,而建筑工程施工技术研究创新的力度,不仅有助于建筑工程结构设计效果的提升,同时也是确保建筑工程施工质量的重要手段。虽然地震灾害的发生具有突发性强、灾害性大、不可预测且影响范围广的特点,但是抗震设计作为建筑结构设计中的重要组成部分之一,如果建筑物抗震等级不够的话,那么就会因为建筑倒塌而造成巨大的损失。由于建筑结构设计过程中的抗震设计是以建筑本身结构特点和当地抗震需求为基础的,所以,设计人员在设计建筑结构时,必须确保建筑的抗震能力符合建筑结构设计、平面设计以及空间设计的要求,才能在确保建筑物稳定性的基础上,降低地震灾害发生造成的损失。本文首要对建筑结构地震震害的主要类型进行分析,并重点阐述了民用建筑结构抗震设计的方法,旨在提升民用建筑抗震性能。

关键词:民用建筑;结构抗震设计

引言

地震灾害具有突发性、高危害性等特征,会导致房屋建筑出现坍塌现象,对人们的生命安全以及财产安全造成严重的损害。因此针对地震灾害的预防至关重要,需将抗震理念和建筑结构设计有机的结合起来,促进民用建筑结构抗震性能的提升。因此探究抗震理念在民用建筑结构设计中的应用具有较强实践意义。

1民用建筑结构抗震设计的重要性

结构抗震概念设计是指根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想,进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。如能利用合理的结构理论、结构抗震概念设计可使结构设计更趋合理,最大限度地减少或避免建筑物在地震中破坏或倒塌。在建筑结构设计中,抗震设计的主要内容是设计人员通过以往地震中建筑倒塌的数量、破坏情况等进行总结,并在此基础上结合当下的设计理念、建筑场地的实际情况来进行趋于完善的抗震结构设计,使建筑能够抵抗一定烈度等级的地震灾害。抗震设计的目标是为了保证人们的财产、生命安全等,为其提供更加稳定安全的生活环境。因此,设计人员应当充分考虑地震的主要破坏机理,以便站在全局的角度完成抗震参数的设计,使建筑结构的外形、结构、构件质量等都能够提高建筑的质量,达到设计的抗震设防目标。另外,在方案设计阶段,为了给建筑方案提供正确的概念和思路,需要结构工程师综合运用其掌握的结构概念,选择使用效果最好、造价最经济的结构方案。

2浅谈民用建筑中的结构抗震设计与分析

2.1抗震结构设计

就当前的建筑概况来看,150m以上的建筑中,主要采用了三种类型的结构体系,即框-筒、筒中筒以及框架支撑体系,这三种体系均是在超高层建筑中应用较好的主要体系。我国钢材生产总量较大,且在钢结构生产中取得了非常大的进步,故建议在超高层建筑结构设计中,尽可能运用钢骨混凝土、钢管混凝土结构以及钢结构,并在此基础上,不断调校柱截面的形式与大小,改善结构中的抗震性能。建筑结构在抗震功能的设计中,设计人员可以将传统的、以硬性为主的抗震模式逐渐转向以柔性为主的抗震模式,最终将以柔克刚和刚柔相济的主要理念落实,能够将地震发生时的主要地震力进行释放。

2.2 加强隔震技术

在被动隔震技术应用的过程中,重点在于基层隔震处理。对此,设计人员可以在建筑结构的基础部分和上部结构之间设置隔震层,实现两个结构之间的有效隔震,最大程度的控制地震能量造成的影响,降低对建筑结构的破坏效果。隔震技术应用优势在于地震灾害过后,建筑工程不需要进行大规模的修复工作,只需对建筑结构内部设置的隔震装置进行更换即可,为民用建筑工程的检修和维护提供了极大的便利。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由此可见,隔震装置是隔震技术应用成效的关键点,其刚度、强度必须符合相关要求,同时还能够在地震作用力的影响下对建筑水平位移进行有效的控制。换而言之,隔震装置的水平变形能力和阻尼能力至关重要。在发生地震的情况下,隔震装置可以将自身振动的周期向场地振动周期靠拢,从而实现对地震能量的吸收和消耗,降低地震的破坏效果。

2.3民用建筑空间布局设计

对建筑空间布局进行合理设计对提高建筑结构的抗震性有着十分重要的促进作用,因此,在对建筑空间布局进行设计的过程中,设计人员可以从以下几方面入手:①考虑空间结构的均衡性。在地震灾害中,建筑不仅会受到来自地面的地震力,还会受到风荷载作用,因此,在其抗震设计中应当考虑到来自各个方向的作用力,从平面主轴出发,使其具有足够的刚度和稳定性,且刚度越好,稳定性就越高,能够承受水平力的性能就越好,但刚度大相应地震作用力越大,需把握好平衡点。②考虑空间结构的规则性。建筑结构越复杂,在设计的过程中就需要考虑更多受力方式,在计算相关参数的取值过程中也会更加繁琐。因此,设计人员在抗震设计时应当尽可能简化设计内容,减少可能会影响建筑抗震能力的因素,同时通过模拟计算全面验算抗震设计,保证建筑的稳定性。③考虑空间结构的整体性。抗震设计是一项整体性较强的工作,并不是对建筑的部分构件加强抗震性能,因此,设计人员应当将楼盖、建筑内部以及相应的底层结构有效结合到一起,使其在地震灾害的冲击下能够以整体的方式抵抗地震产生的作用力,这样能够避免单一结构抗震性能低下而造成建筑整体崩塌的现象,在提高各部分抗震性能的同时,提高了建筑整体的安全性。

2.4平面布置要规则

为了提高民用建筑结构的整体抗震性能,在具体设计中应当确保建筑结构的平立面布置符合抗震概念设计原则,同时,要尽可能选用规则的设计方案。依据我国现行的建筑抗震设计规范的规定要求,对平面或是竖向不规则的建筑结构,应当采用空间结构的计算模型;对楼板局部不连续的建筑结构,应采用与楼板实际刚度变化相符的计算模型;对结构中的薄弱部位应乘以内力增大系数,按照规范要求进行弹塑性变形分析,并采取相应的抗震构造措施。就建筑结构的对称性而言,其具体是指抗侧力结构的对称,框架和框剪结构比较容易实现对称性。为使建筑结构平面布置符合规则性的要求,在具体设计中应注意以下几点:(1)主体抗侧力结构两个主轴方向上的刚度要尽量保持一致,变形特性则应当越接近越好。(2)抗侧力结构沿竖向断面的变化要尽可能均匀,不允许突变。(3)对抗侧力结构进行平面布置时,同一主轴方向上的结构刚度应保持均匀。(4)中央核心与周边结构的刚度既要相互协调,又要保持均匀,这样有助于提高结构的抗扭刚度,从防止地震扭曲作用下,建筑结构出现较大的扭转变形,引起结构或非结构构件的破坏。

结束语

由上可知,在不可抗力的地震灾害面前,虽然无法做到有效的规避,但是可以通过加强建筑结构设计中的抗震设计来提高建筑的稳定性。设计人员应当在做好建筑选址的前提下,对抗震参数进行精确设计,并在设置多种抗震防线的基础上,做好建筑空间布局设计,以提高建筑整体的安全稳定性能。随着生活水平的不断提高,为了顺应了社会的发展出现了很多的高层建筑,为保证建筑使用的合理性,抗震设计要巧妙的融入到建筑方案设计之中,做到有效保证广大居民的生命财产安全,最大限度的排除一切地震给人们带来的伤害,维护我们共有的和谐家园。

参考文献:

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论文作者:何杰

论文发表刊物:《基层建设》2019年第16期

论文发表时间:2019/8/28

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