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摘要:对于建筑物的设计工作而言,建筑结构的抗震设计起到重要的作用,只有确保建筑结构工程具有较强的抗震性能,才可以使工程设计得以正常进行,进而提高建筑物的整体质量,这样才可以将地震所导致的经济损失控制在最小化,使人们的生命财产安全不会受到威胁。因此,在建筑结构设计中抗震设计是十分重要的,需要引起设计师的重点关注。
关键词:建筑;结构设计;抗震设计
引言
地震会给建筑工程带来毁灭性的破坏,威胁人们的生命财产安全。抗震结构设计理念随着地震的多发也得到了不断的完善。抗震结构设计理念为建筑工程的施工和抗震功能的实现提供了重要依据。只有从多方面进行考量,完善现有设计中的不足,健全抗震设计体系,才能保证建筑工程的安全和可靠性。本文分析了抗震理念的基本原则以及抗震理念在高层建筑设计中的体现。
1抗震设计的重要性
自我国改革开放以来,人们的生活水平有了很大的提高,但是对生态环境造成了极大的破坏,出现地震灾害的情况越发普遍,给建筑结构的伤害是非常大的,直接危害到人们的生命安全。近些年,地震出现的次数越来越频繁,给人们的生命健康带来极大的威胁,如汶川地震、唐山大地震、玉树地震等,几十万人永远失去了生命,给人们的教训是非常惨痛的。随着我国社会经济的飞速发展,大量的农村人口涌向城市,城乡一体化越来越深入,高层建筑已经成了非常常见的建筑物,如果发生地震,造成的伤害是无法估量的。基于这一情况,对抗震设计加强重视,已经成了设计建筑结构非常重要的内容之一。随着地震的破坏力越来越大,人们也充分认识到了地震预测的重要性,但是因为受到科技的限制,对于地震的预测技术还存在很多的缺陷,无法准确预测地震发生的地点、时间,无法提前做好防护工作。这就需要对建筑物的抗震设计加强重视,在发生地震的时候,尽可能减少建筑物倒塌的时间为人们的逃生提供时间,已经成了现在建设的重点内容。在开展建筑结构设计的时候融入抗震设计,不但可以确保建筑的稳定性,也有效保障了建筑工程的寿命和质量。在发生地震的时候,如果建筑物的抗震能力比较强,就可以有效确保人们的生命安全。此外,在开展抗震设计的时候,设计人员一定要对建筑的实际用途及位置充分了解,确保设计的抗震方案与实际情况相符。
2抗震结构设计需要遵循的原则
1)整体设计原则。抗震结构设计需要保证从建筑的整体进行考虑,例如,在高层建筑结构要保证地板的完整性,在一定程度上可以使结构可以收集和传递惯性,相当于在水平上进行分区,实现垂直倒立结构具有的功能。在抗震结构设计中要保证各个子结构的抗震性能,才能使整体抗震性能得以实现。2)结构清晰原则。在建筑抗震设计中涉及到地震力的传递路径,只有在设计的时候遵循结构清晰原则,才能对结构模型的位移情况、内力和薄弱环节进行数据分析和清楚的计算,采取相应的预防措施,保证了建筑结构设计效率。3)使刚度与抗震能力相适应。建筑物遇到地震时对结构的刚度和抗震能力具有双重考验。在进行结构设计时首先要考虑结构的刚度可以抵御来自所有方向的震动,控制结构的变形和平衡度,降低地震对建筑物的损坏。充足的刚度和完好的抗震能力是一般建筑物的结构需要必备的基本功能,尤其是高层建筑。4)结构的规则性与均匀性。建筑的布局分为垂直和纵向,在结构设计重要保证与抗侧移刚度一致,使轴承在抗侧移的过程中刚度不会突然发生改变,尤其是在设计垂直结构的建筑布局时,由于建筑基础较为薄弱,要保证建筑的结构设计符合抗侧移刚度的要求。
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3建筑结构设计中的抗震设计要点分析
3.1在设计过程中选用质量好的材料
在进行建筑抗震结构设计时,所采取原料质量的高低对于最终工程质量具有十分深远的影响。工作人员为了保证建筑物具备一个出色的抗震性能,在选择材料的时候,要尽可能选择那些延展性能好、强度高的材料。由于延展性能好的材料对能量的吸收程度更高,在一定程度上更加符合高层建筑承载力的需求。另外,选择延展性好的材料还能够让施工成本和材料用量实现大幅度的下降,更加符合绿色建筑的理念。
3.2在设计中做好建筑空间的结构布置
首先,在地震灾害发生的时候,建筑结构承担的力并不仅仅是一个水平的推力作用,建筑结构在空间中还会受到其他的力作用,比如空气冲击过程中各个方向针对建筑结构的作用力。所以在进行建筑结构设计的时候应当考虑到结构能够抵抗不同方向的力,保证建筑结构有足够的刚度、硬度与稳定性,能够抵抗地震产生的力。所以,建筑结构在空间的刚度和强度越高,就越有利于抵抗地震力。其次,设计结构的时候应当注意使体型尽可能简单,避免设计异形结构的房屋。因为对称的房屋结构是最有利于抵抗地震作用的,这也通过很多案例进行了证实。在地震设计规范中详细说明了何为异形结构,在地震中异形结构扭转的可能性远远大于简单的方形建筑,而且在设计中也要注意尽量避免在房屋的四个转角部分设置窗户,这样会降低房屋四角对地震的抵抗力,使房屋结构的扭转可能性大大提高。设计人员应当在保证建筑结构的体型尽量简单的条件下,对重要构件进行计算,保证构件的承载能力、抗震能力能够满足相关设计的要求。最后,为了保证住宅结构的完整性,也就是说,设计人员在设计时应保证住宅承重部分、二次承重部分和围护结构相互连接为一个整体。目前,我国框架结构、剪力墙结构等抗震能力较强的结构均采用梁、板、柱现浇,钢筋连接,大大提高了建筑的整体性。传统结构与预制板重叠,在地震作用下易发生裂缝和破坏。当然,抗震设计还需要增加二次结构,以保证构件的安全。在地震作用下,混凝土结构柱先受力,柱先受力后开裂,从而失去承载力,上部支撑结构将倒塌,因此在结构设计中,也有轻质混凝土砌块等墙体进一步受力,以保证结构的安全性。承重部件损坏后的结构,有效避免了建筑结构。整个结构的倒塌是由于缺乏单一阻力造成的。
3.3保证计算结果的正确性
在建筑结构工程抗震设计中,前提是正确的计算,这直接影响抗震设计,计算结果的正确性要求设计师应当具备一定的计算水平和业务水平,准确计算建筑结构所有区域,保证参数计算具有较强的科学性和有效性,最后在地震设计结构模型中得到合理运用,以此达到显著的建筑结构抗震效果。在具体工作中,分析抗震参数计算具有较强的专业性和复杂性,因为涉及到多方面的内容,难度系数较大,根据当地的具体情况应当采用适合的技术。当前,随着科技的不断进步和发展,信息网络技术在建筑工程中得到普遍应用,其中BIM技术的效果是十分显著的,在建筑结构工程抗震设计中运用该技术可以使抗震设计的正确性、可靠性得到提高。
结束语
随着人们生活水平的提高,对于生活质量的要求也有了很大的增长,在开展建筑结构设计的过程中,必须要满足人们的个性化要求之外,最为重要的就是安全问题,而抗震设计在建筑结构中是非常重要的组成部分,直接关系到整个建筑的安全性。因为我国有广阔的领土面积,很多地区属于高发地震带,对该地区的建筑开展抗震设计具有非常重要的现实意义。
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论文作者:张文宇
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第14期
论文发表时间:2019/6/11
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