抗震设计在建筑结构设计中的应用论文_曾志强

抗震设计在建筑结构设计中的应用论文_曾志强

奥意建筑工程设计有限公司 广东深圳 518000

摘要:近些年,地震灾害经常发生,地震的危害性不容小觑,提高和优化建筑自身的抗震性是保障群众生命财产安全的重要支撑,在和谐社会全面构建的今天,建筑结构设计者需认知自身工作的职责,认真对待每一个设计细节。同时,当前的情况是,建筑业很多设计人员对抗震设计的认识不足,没有清楚认识到建筑较易受到地震损坏的真正原因,从而造成在设计过程中存在问题。伴随我国对于地震的相关研究,建筑结构的设计尽管在不断的进步,但针对抗震的设计却依旧存有很多的问题,抗震设计的各种问题急需有效解决。

关键词:建筑结构;设计;抗震;影响因素;优化策略

一、建筑结构设计中抗震设计的重要性

地震灾害属于破坏性较大的自然灾难之一,并且也是对建筑结构损害最大的一种危害,怎样提升建筑结构的抗震性现已成为建筑结构设计人员较为困惑的问题。在人类的历史当中,所有的地震灾害均都造成了不同程度的人员伤亡与经济的损失,例如唐山市的地震、汶川地震等。伴随全球化城镇化的快速发展,很多国家和城市内的高层建筑数量在不断的增多,城市中的人口数量也同时在增加,庞大的人员及财产都汇集于一个区域当中,如这一地区发生地震,其所形成的人员伤亡与财产的损失是无法估量的。因地震属于自然性的灾害,所以现时期的科学技术并无法对其实施精准的预测,同时也没有有效的预防对策。

二、建筑结构设计中抗震设计的重要性及影响因素

(一)抗震设计的重要性

地质灾害的发生诱因多种多样,在面对自然灾害时人类的力量显得非常渺小。为了更好地保护群众的安全,提升建筑結构设计的抗震性十分关键。从地震灾害的发生现状来看,每年我国各地区因地质灾害造成的人员伤亡率较高,给社会带来的经济损失也非常大。随着高层建筑数量的不断增加,保障用户安全需做为检验其质量的重要标准。实践表明,具备良好抗震性的建筑可以很好地保护住户的安全,紧急情况下能够延长住户的转移时间。

(二)建筑结构设计中抗震设计的影响因素

首先,施工前的场地分析。建筑设计及施工需要设计者加强对施工场地的分析与了解,其包含地质状况、水文环境、土质分析等,不同施工场地的选择对于建筑结构抗震设计的实现有着不同的影响。地震对于地基的影响非常之大,如若地基过于松软,则会削弱抗震设计的有效性,并影响到建筑的稳定性。其次,建筑结构设计。抗震设计的实现需要科学的建筑结构设计为前提,二者相互影响、相互作用。

三、建筑结构设计中的抗震设计

(一)对建筑场地的合理选择

在实施结构的抗震设计时,需选取适合的建筑场地,如此完成建筑抗震设计的基础性工作,建筑结构的设计人员需最大程度的选择地域开阔且平坦的位置当作建筑的建设场地,并且还要确保建筑工程其场所范围内的土地地质的密度与硬性,确保其硬度密度可以达到建筑结构的荷载标准。在对建筑场所选择的过程中,需尽量避开河岸边、采空区、山岳和软土地段,因以上地区的土体其凝结度与硬度及密度都无法抵抗地震的破坏,土地的承载能力不够。并且还需盡量避免把建筑的场地选在较易形成山体滑坡或泥石流及地陷危害的地区,如此可以良好的减少地震灾害对建筑结构的破坏,提升建筑结构抗震的性能。

(二)建筑地基的设计

为了保证整体建筑的结构刚性,强化建筑抗震的能力,在房层建造期间,同单元的建筑不可建设于不同地基上,也不可对地基进行相应的处理,要么全都用天然的地基来进行建造,要么都使用桩基。房屋建筑的基础埋设必须要达到所需的深度。埋设过浅时会让建筑物其嵌固的作用降低,地震发生的时候较易使建筑物的振幅增大,很容易发生坍塌。因此在埋设建筑物基础时,需最大程度的加强埋设的深度。提升建筑地基础的安全可靠性。

(三)合理选择抗震结构

第一,建筑结构的设计人员需对抗震结构实行整体全方位、深入的分析,并且还需思考非结构构件的相应抗震性能,尤其是要对非结构构件其强度与刚度要注意。第二,抗震结构一定要具备良好的承载和变性及分解地震能量的各种能力,钢筋混凝土这一结构其塑性内力分布的能力比较好,可以良好的吸收和分解地震的能量。第三,抗震的结构需具备精准的计算简图和地震作用的传递图径,在楼和屋其盖梁系统的布置时需尽量选取垂直式的重力荷载,如此可以通过最短路径把地震荷载转移到柱或墙等这类竖向的构件中,在实施转换结构的布置时,需尽量确保其可以对上部结构的竖向构件所传导的垂直荷载实行一次或是两次的转换。抗侧力的结构系统是由支撑结构和剪力墙及框架结构所组成。第四,在实施抗震结构系统的设计时需尽量避免发生一些构件或是结构的损坏,造成整体抗震结构失去荷载能力或抗震的能力,所以需确保抗震结构有内力分布的功能和充足的赘余度,就是让在地震中的建筑其一部分构件或结构退出相应的工作,除此别的构件仍旧可以担负竖向的荷载,防止发生整体建筑结构的失稳和失效。

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(四)设置多重的抗震防线

地震出现时,多设置一道地震的防线,便增加了一份逃生的机会,并且也会提升建筑结构其抗震的能力。建筑结构抗震的设计过程中,可采用设计多重防线的防震方法。首先可优先的选用具备良好延伸性的材料,让其作为一道抗震的防线,其次选取可作防震设计的相应部件,作为其他防线的相应设置。设置多重的抗震防线其好处就是能够对地震所形成的冲击力起到一个缓冲的目的,最大程度的减少地震所产生的破坏,降低地震灾害所造成的损失。

(五)建筑结构的参数核算

结合本地区的自然情况来选择建筑物最适合的抗震级别与合理科学的抗震措施;参照不同的建筑结构种类其在面对不同地震冲击力时所具备的荷载能力来选择有针对性的抗震设计参数;应用先进现代化的计算机技术,构建各类建筑结构的抗震计算模型,对相应的建筑其抗震的能力实行清晰精准的计算,确保所选择的抗震等级、抗震的方法、抗震的设计参数、抗震的计算模型都可以与相应的建筑结构其抗震要求相符,同时还要确保相应建筑其抗震结构设计中受力的科学和合理。

(六)做好倒塌分析

开展高层建筑结构设计时,采取倒塌分析法,做好建筑倒塌分析,以优化建筑结构抗震性设计,达到抗震标准。可以借鉴超高层建筑经验,譬如:某超高层建筑为Ⅷ度抗震设防烈度建筑,在建筑结构设计时,利用倒塌分析法,进行结构设计方案分析,发现采取内嵌钢支撑剪力墙方案,能够有效的增强建筑结构强度。基于倒塌分析,明确此工程采取全支撑方案建设总材料用量可节约11.2%,建筑结构抗倒塌储备能力可以增加14.8%,建筑的抗震性能较好。采取对比各种最小地震剪力系数调整方案,能够明确采取调整地震剪力,开展刚度验算,设计建筑构件承载力,能够获得较好的效果,此方案和提高刚度缩短建筑结构自振周期的方案相比,具有较强的经济性。对于建筑结构倒塌关键位置,能够提高建筑结构整体的抗倒塌能力,此方案的实施,增加钢用量约0.1%。总而言之,在建筑结构设计时,做好倒塌分析,能够准确衡量各类结构设计方案的效果,明确各类抗震措施对建筑结构抗震性能的影响,发挥着积极的作用。

四、优化建筑结构设计中的抗震设计

(一)立足现状,合理挑选抗震结构类型

量体裁衣、因地制宜是确保人们活动行之有效地重要前提,同样,在建筑抗震结构设计中也是如此,设计者需结合场地分析、建筑设计目标分析、技术现状等因素进行抗震结构类型进行选择,从源头上提高建筑抗震结构设计的有效性及科学性。当然设计人员需着重分析建筑抗震设计,充分考虑施工中可能出现的一系列问题,抓住可能影响到建筑抗震设计的核心部位重点研究,确保建筑抗震设计的整体性与可行性,协调好各部件。

(二)合理布局减少地震能量

在防震设计中采用以位移为基点的结构设计和定量分析能有效地减少地震灾害的能量输入,增强建筑物的抗震效果。通过对设计的定量分析,反复核算构件的总承载力,控制强震感下建筑下层的位移延性比,满足建筑物在受地震侵害时的结构变形要求。在建筑施工中地基要尽量选在坚硬的场地,要尽量避开地震的活跃周期范围,减少余震同建筑结构的共振,降低建筑物对地震能量的输入,降低地震带来的破坏。

(三)叠加多层抗震线

建筑抗震的目的是提升建筑自身的抗震性,紧急情况下保障住户的安全。因此,在具体的抗震设计中,设计人员不能依靠单层抗震线来满足建筑结构设计的抗震性要求,可结合多层防线来实现,力求通过多层抗震线来缓解地震造成的冲击力,降低地震的危害性,延长用户的逃生时间。

(四)科学选取抗震材料及结构

我国各地区地质结构各异,因而在具体的抗震设计中,设计者需结合区域抗震设计要求进行材料与结构的选择。建筑的高度也是选择建筑抗震结构的关键因素,楼层越高,抗震设计难度越大,结构选择也应愈发严谨。目前高层建筑中,框架核心筒结构应用频率较高,通过钢筋混凝土的施工与浇筑,该类型的建筑结构抗震性相对较强,但是设计者应结合现下该类型结构中出现的问题进行改进,适当调整混凝土配比,从而达到优化建筑结构抗震性能。

(五)对于轴压比和短轴进行的相关设计

对于轴压比的降低,其目的是将柱子设置于偏心受压的状况中,防止纵向受力钢筋脱离受拉屈服,出现混凝土破损的情形。对于柱本身,其具有较大的刚度和强度,但是,与之相适应的是结构的延性发生变化,出现延性较差的情况,一旦发生地震,整个结构在消耗地震能量方面就显现的十分差,结构发生变形、受到侵害的几率就大幅上升。因此,在进行高层建筑结构设计的时候,墙柱若梁是比较常见、有效地设计模式,主要是梁的延性较好,能够将适当的变形控制在合理的范围内,极大降低了柱子达到屈服强度的几率。在具体设计的时候,可以对轴压比进行合理范围内的增大。

(六)提高设计标准

抗震设计关系到了用户的安全与社会的和谐,在具体的建筑抗震设计中,设计人员需加强对设计标准的分析及了解,对施工区域近年来的地质灾害有一个全面的了解,认真分析和统计,以此为依据进行抗震设计标准的提升。认真研究建筑抗震相关的新材料、新思路,结合自身的设计经验进行反复推理,提升建筑机构抗震性能设计的整体性能,确保建筑结构抗震设计切实可行。同时,注重对国家相关抗震设计的标准与地区建筑结构抗震设计的分析,始终以高标准自我要求。

五、结束语

总的来说,在现时期,建筑结构的设计不可以只单一的关注建筑物本身的实用性及其所创造的利益,建筑设计的工作人员需转变过去的传统观念,强化本身建筑设计的专业知识,同时还需注重在建筑结构设计中抗震设计的真正价值与作用,将抗震设计的观念摆到最重要的位置上,采用科学合理的方法增强建筑自身的抗震能力。

参考文献

[1]程博.建筑结构设计中抗震设计分析[J].工程技术:文摘版,2016(06):00125-00125.

[2]叶思睿.建筑结构设计中的抗震设计分析[J].江西建材,2016(10):39-39.

[3]卜涛,罗小虎,韩永光.建筑结构设计中的抗震设计分析[J].门窗,2017(9):113-114.

论文作者:曾志强

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第12期

论文发表时间:2018/9/21

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