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摘要:在抗震设计过程中,要遵循科学合理性原则来进行实际设计工作,既能够使建筑物结构的整体抗震性能得到增强,又不会破坏建筑整体结构的完整性。因此在实际的设计工作当中,要尽量的细致并且严谨,使设计工作能够符合实际施工工程,提升建筑整体抗震性能,为保障建筑物内居民生命以及财产安全作出重要贡献。因此在本文中,就将对建筑工程设计过程中,抗震结构设计工作进行论述。
关键词:土木工程;结构设计;抗震设计
引言
在建筑使用过程中,对于建筑性能产生至关重要的,除了在建筑过程中所留下的安全隐患之外,自然界中的地质灾害,例如地震等筑物的安全性能也会产生非常严重的破坏。所以为了能够更好的保证人们的日常生活安全以及财产安全,在建筑结构设计过程中抗震结构设计非常重要。
1、地震发生时对高层建筑造成的破坏特点分析
1.1地基破坏特点
处在软弱土层上的高层建筑由于土地液化比较明显很容易因地面沉降而被破坏,最终会呈现出建筑上部倾斜的状况。而且一些在危险地段修建的高层建筑一旦遇到地震,地基就会出现不均匀沉降,甚至会导致建筑物出现不同程度的裂缝,严重破坏高层建筑物的结构。
1.2结构体系的破坏特点
框架填墙结构建造成的高层建筑一旦被地震破坏后,建筑平面内的内框架上部很容易发生剪切型破坏。而框架剪力墙结构的高层建筑物受到地震的破坏性就比较轻,因为它的底部框架结构中的底层具有较低的刚度,相对框架填墙结构敞开式的底层框架,受到的伤害比较轻。
1.3刚度破坏特点
建筑的主体结构一般采用矩形平面式、L形和三角形的结构形式,采用矩形的主体结构时,建筑中的电梯井等如果发生偏移,会因为扭转振动的作用加重地震带来的破坏程度;采用L形和三角形的主体结构时,也会因为对称性不强的缘故,导致建筑物在地震发生后受到扭转振动影响,加重地震带来的危险。
1.4构件的破坏特点
采用框架剪力墙结构的建筑中,窗台下部位置比较容易造成交叉性裂缝的破坏。但是框架柱因为有螺旋箍筋的保护,层间位移角比较大,在地震来临时,被破坏的程度比较低。
2、抗震设计中的注意事项
2.1结构布置要满足合理性以及规则性原则
在进行抗震设计工作时,需要保证抗震设计能够符合土木工程结构性规则,不会出现复杂系统设计,呈现简单明了的设计结构,而且可以根据在实际建设以及设计过程中各土木结构的受力情况,来进行抗震性能的精确性设计。除此之外,在建筑结构设计过程中,外形简单构件可以使地震对建筑物所带来的损害降低到最低,保证土木工程建筑整体性,抗震性能得到显著增强。
2.2使结构形状设计工作科学合理
在实际的结构设计工作中,需要根据相关基础要求来进行设计工作,是相关结构的承载强度以及高度能够达到相应的标准,符合建筑设计需求。而且,抗震结构的设计需要和上部结构之间形成稳定可靠的衔接关系,例如隔板以及主体之间衔接空间充分,这样可以使结构所拥有的刚度和抗力能够大大增加,保证各部件之间衔接关系良好,竖向以及水平的抗震能力得到显著提升。除此之外,在设计的过程当中,各结构之间需要保证精细以及减量化设计原则,对各构件受力情况进行准确的数据计算。
2.3保证设计过程中竖向均匀性。
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在进行实际的土木结构设计工作中,需要充分的考虑竖向设计过程中的均匀性,尤其是在建筑横格层设计过程当中,需要保证竖向结构之间的收缩尺寸能够合理并且科学,各分隔层之间称重能够均匀。同时在洞口开设时要保证规则和整齐,避免洞口开设不规则不整齐,产生扭曲以及外力破坏建筑结构的整体刚度以及强度和延展性。为了能够达到以上的实际目标,在进行实际设计的过程当中,需要保证建筑结构的钢性以及支柱在同一个水平面上拥有均衡一致性,这样能够使地震来临时,地震能量的吸收和散发得到显著性提升。
3、土木工程结构设计中抗震设计的要点
3.1应用高性能的防震材料
①就土木工程建筑来说,要想切实提升抗震性能,要对材料的性能进行严格的控制,因此,在进行材料购置时,不可以盲目的重视经济成本,而应该把重点放到抗震性能之上,选择那些高性能的工程材料,并且在工程材料投入施工之前,应该对其开展严格的质量检测,从而切实保证材料性能能够与施工要求相符,切实提升建筑工程的抗震性能。②在应用抗震材料的时候,应该对建筑地基展开相应处理,较为常见的方法是在地基上铺上一层黏土,从而切实降低地震对建筑物所产生的影响,但此方法难以达到较好的效果,因此,相关研究人员改良了此方法,用沥青代替了黏土,这就大大提升了建筑结构的抗震性。③在开展建筑工程墙体结构与围栏设计的时候,应该使用那些材质较轻的材料,这样能够有效的降低地震对建筑结构所造成的不良影响。但应该注意,在进行材料选择时,还应该重视安全性以及质量,从而切实保证建筑结构能够达到较高的抗震设计水平。
3.2建筑平面抗震设计
在设计建筑平面的时候,十分重视均匀性与对称性,均匀对称的设计平面能够有效的满足建筑物各种空间功能要求。若建筑钢构件、建筑墙体等出现不对称问题,在出现地震时,就会由于建筑结构受力不均而致使结构不均匀变形等问题的出现,对建筑物结构造成破坏性影响。单个房间设计、平面组合设计时开展建筑平面设计工作的重要内容,在进行单个方面设计时,一定要确定各房间中门窗的具体位置、房间的大概面积等。建筑平面有多种组合形式,比如说:单元式或集中式等,具体组合形式的选择要与工程施工现状的具体情况结合起来,从而选择最佳的组合形式。
3.4以抗震等级为依据
抗震等级可以有效的体现出土木工程结构的抗震水平,使得房屋建筑的各个构造都具有一定的针对性。设计工作者在开展土木工程结构设计时,应该具体考虑工程的抗震等级,并予以相应的划分,在设计过程中尽可能减少工程资源的浪费。在开展建筑结构设计时,工作者应该对墙与梁等开展处理,使得其可以与建筑整体防护要求相符。在对混凝土开展施工与设计时,应该保证其具有较高的抗震性,有效增强其延展性与承载力。工程设计工作者应该做好各个节点结构的设计,加强各层间柱的作用力。除此之外,结构设计工作者还应该确保梁柱端保持较好的塑性,就结构整体上切实有效的提高土木工程的抗震水平。
3.5优化抗震设计方案
设计方法是依据工程具体状况制定出来的施工步骤,其同时也是开展工程施工的重要参考。优化建筑结构设计方案应该从内容着手,有效的优化工程方案之中的细节问题,例如:针对建筑结构之中较为薄弱的环节,应该在方案上确定增强抗震措施的具体步骤,在开展建筑地基处理时,应该在综合考虑地基状况、建筑物抗震类别等的基础上采取有效措施,切实有效的提高地基的稳定性与承载性能,此外,对于工程施工中可能出现的问题,应该予以阐述,并给出适当的处理方案,唯有如此才能够有效的推动工程施工的进程,切实提升工程的抗震水平。
结束语
因为地震等地质灾害所带来的破坏性非常强烈,所以在建筑物结构设计的过程中,修真对抗震功能进行相关设计工作,对于建筑企业来讲,在设计过程中需要着重进行。保证建筑物的抗震性能,既能够使建筑物的整体使用年限的增加,同时还可以保证建筑物内居住居民的人身以及财产安全,对社会的长远发展以及建筑行业的长远发展都具有重要意义。
参考文献:
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[2]蓝丽江.土木工程结构设计中的抗震研究[J].四川水泥,2018(03):85.
[3]李冬梅,李冰峰.土木工程结构设计中的抗震研究[J].住宅与房地产,2018(07):97.
论文作者:蔡文奎
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第18期
论文发表时间:2019/6/26
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