摘要:随着我国经济的发展和科技的进步,建筑的抗震设计不仅要防止建筑物倒塌破坏,还需要根据建筑物的用途和重要性有效控制其破坏状态,这就对抗震设防目标提出了多级化要求。本文主要对建筑结构设计中的抗震结构设计理念进行阐述。
关键词:建筑结构设计;抗震结构设计,设计理念
引言:有关建筑工程的抗震设计已经引起了世界各地的高度认识,它对人们的生产生活有着重要的影响。在建筑设计的过程中,设计人员要重视抗震方面的问题并采取有效的措施来降低地震对建筑工程的破坏,进而保障人们的切身利益。
一、抗震概念设计的基本原则与要求
1.1对建筑结构进行整体的规划
设计人员在进行建筑设计的过程中要综合规划抗侧力的结构,进而保证建筑设计的均匀、对称和规整。在进行实际设计的过程中,设计人员要将规则的图形或者是对称的图形作为构造形式并在此基础上调整建筑结构的整体性,进一步的实现惯性力的聚集和传递,将地震过程中的破坏力分开,以此来保证建筑物在地震过程中的安全。
1.2抗震防线的设置
建筑工程的结构体系包括很多的结构分体,这些结构分体进行协调合作,进而降低地震对建筑物的影响。有些地震在发生之后还伴随着很多次的余震,并且余震的级别不一,所以设计人员要设计多道抗震的防线,以此来保证建筑物尽量不受余震的影响。抗震的防线要通过有效的方式安置在结构在内外部,设计人员还要尽最大努力来处理结构刚和柔的关系,进而提高建筑物抵抗地震的能力。
1.3选择合适的场地
在建筑工程施工中,建筑抗震设计有着十分重要的意义,它可以保障整个建筑物稳定性和可靠性,因此,我们选择建筑施工场地的过程中要对其施工地段进行全方位的分析,对整个工程的地质情况进行全面的了解,以确保工程的施工质量。
二、建筑抗震设计中的问题
2.1轴压比在设置过程中所存在的问题
柱轴压比超过规定值会使柱子在偏压状况下产生屈服的状况,从而造成混凝土被压碎,导致结构的延性变差,进而影响建筑物的抗震能力。在很多高层建筑在施工的过程中,为了保证控制柱的轴压比例,使柱的断面增大,但是对于结构设计,房屋高度大、层数多、柱距大且单柱轴向力很大的建筑,增大截面面积会增加自重和材料消耗,而且妨碍截面面积功能。
2.2结构体系与材料方面的缺陷
建筑物所用的材料和结构体系是人们逐渐开始重视的问题,其正确选择对于地震多发区有着重要的意义。目前,我国的建筑结构以钢筋混凝土为主,在变形控制过程中要充分考虑钢筋混凝土的位移限制,如果出现较大的变形侧移,这不仅不利于提高抗震效果,而且也会加大钢筋混凝土结构的荷载力。另外,从整个结构体系来考虑,结构转换层的设置非常的重要,对加强层和转换层强度的刚度强化,在一定程度上会造成刚度的突出,从而增加相邻柱构件间的剪力,所以我们要谨慎的选择结构模式,避免负面作用的产生。
2.3高层建筑的增多
随着社会的不断发展,高层建筑在我国逐渐的增多,但是一些高层建筑的高度已经超出了国家规定的范围,我们要高度重视这种高层建筑。首先设计人员要进行实际的调查,并在实际案例的基础上进行合理的论证。其次还要多次进行模型试验。由于高层建筑的高度已经超过了国家的规定,所以在实际的地震过程中,地震作用力的破坏力就会大大的增强。随着建筑物高度的增加,很多技术指标都超出了合理的范围,所以地震对它的破坏程度会远远的增加。
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三、做好建筑结构抗震设计的基本措施
由上述可见,抗震规范设计的方法已经具有了基本的雏形,但在实现这一抗震设防目标时,仍有一些问题需要认真研究。因此做好建筑结构中抗震设计的基本措施显得至关重要,它是保证抗震设计实现“三水准”抗震设防目标的基础。
建筑结构应立足于工程抗震基本理论,灵活运用抗震设计准则,从根本上提高结构的抗震能力。根据当前抗震理论下形成的基本原则和要求,下面就对做好建筑结构中抗震设计的基本措施进行探讨分析:
3.1对整体构造进行有效的优化
设计人员在对建筑物进行设计的过程中,首先要考虑结构体系对于地震作用力的抵制效果,并且还要重视对不同的结构体系所采取的抗震措施以及不同体系对经济和安全带来的影响。设计人员要结合工程的实际情况,做好整个结构体系的优化工作。在对结构体系进行设计的过程中,要保留一定的余度,以此来保证某部分结构在遭到破坏之后,其余的架构可以对作用力进行均衡,这样就可以保证部分构件的破坏不会影响到整体的抗震性能。在对建筑进行设计的过程中,设计人员需要把震害的传递路径清晰的标注于结构图当中,以此来保证他们在设计的过程中能够全面的顾及抗震设计的要求,使各个部件都能保证应力传递过程的连续性。
3.2提高短柱的受压承载力
提高短柱的受压承载力可减小柱截面、提高剪跨比,从而改善整个结构的抗震性能。减小柱截面和提高剪跨比,最直接的方法就是提高混凝土的强度等级,即采用高强混凝土来增加柱子的受压承载力,降低其轴压比;但由于高强混凝土材料本身的延性较差,采用时须慎重或与其他措施配合使用。此外,可以采用钢骨和钢管混凝土柱以提高短柱的受压承载力。
3.3在设计过程中选用质量好的材料,保证建筑质量
要保证高层建筑的抗震性能,需要选用延性好、强度高的构建材料。延性好的材料对能量的吸收能力高,能够很好的满足高层建筑的承载力要求。同时,使用延性好的材料能够降低整体建筑的材料使用量和施工成本。进行概念抗震设计时,需要将建筑物的整体钢筋混凝土结构按照延性机构设计,从而保障整体建筑物的延性基础,保障建筑物良好的抗震性能。
3.4刚度、承载力和延性的匹配
钢筋混凝土剪力墙体系的特点为抗侧移刚度大,自振周期较短,地震作用较大。若增加墙厚和数量、减小横墙间距,则刚度增加,但地震力反而加大,剪力墙可能会因承载力不足而破坏。显然,建筑并不是愈刚愈好,应合理控制刚度。剪力墙体系的自振周期的大小决定于剪力墙的数量,数量少而薄,刚度低,周期就长,地震剪力就小,但抗侧移能力也低。
框架体系的特点为抗侧移刚度小,水平侧移大,结构周期较长,地震反应也小,但由于水平侧移大,效应增大并随高度增加而累积,会造成承载力不足而破坏。
刚度与延性的协调匹配对于框架-剪力墙体系尤为重要:框架刚度小,承担的地震剪力小,而弹性极限变形大;剪力墙刚度大,承担的地震剪力大,而弹性极限变形小。如果框架与剪力墙未作合理调整,在往复的地震作用下,剪力墙由于弹性变形能力差而出现裂缝,水平抗力降低,而此时的结构层间位移角远小于框架的弹性极限变形值,框架的水平抗力还未得到发挥。由于体系中各抗侧力构件的刚度与延性的不匹配,造成各构件不能同步协调地发挥水平抗力,出现先后破坏的各个击破情况。
四、结束语
总之,在建筑结构的防震设计中,设计人员必须根据建筑的实际情况,结合地质环境在经济与安全的综合考量下,设计出科学合理的防震方案,保证建筑物在相应的防震标准下进行施工,保证建筑的安全。
参考文献:
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[3]王翠坤,杨沈.汶川地震对建筑结构设计的启示[J].震灾防御技术,2016。
论文作者:张巧红
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/1
标签:结构论文; 延性论文; 刚度论文; 建筑物论文; 过程中论文; 建筑论文; 承载力论文; 《基层建设》2019年第10期论文;