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摘要:随着我国社会的发展,建筑工程不断扩大,但是受各种自然灾害的影响,尤其是地震导致的建筑工程坍塌,严重影响了广大人民的生命财产安全。地震灾害的危害性非常大,而且这种灾害很难对其进行预测和掌控,无法从根本上解决这一问题,所以只有提升建筑的抗震性,确保建筑的稳固,在建筑结构设计时有效融入抗震的设计方案,对抗震具有很大的意义,能够有效保护人们的生命财产安全,是很有效的防护措施。
关键词:结构设计;抗震理论;应用
1抗震理论在结构设计中应用的三大关键问题
1.1建筑抗震场地的选择
在相同的施工条件之下,由于施工地点的不同,建筑物在地震之中受到的破坏也就会产生不同的程度。所以就需要对建筑结构的抗震性能进行提高,第一就是要对建筑的场地进行选择,对于不好的抗震场地进行尽量的避免,以此来降低地震的灾害。选择较好的抗震场地,比如微风化或者中等风化的基岩,这种场地有密实的砂土层和无水黏土层,都属于比较良好的抗震场地。对于不利的抗震场地需要尽量避开,比如液化土、软弱土以及湿陷性黄土,还有非岩质的陡坡和高耸的山丘以及河岸等明显不均匀状态的场地,都需要尽量避开。当对于这些不利场地无法进行避免的情况之下,就需要进行适当的抗震加强措施,根据土地的类别来设计抗震类别,而且采用适当的抗震加强措施来对土地产生的不利影响进行消除,增强地基和上部结构的整体性和刚度。当在建筑的地基的受力范围内存在有新近填土和软弱黏土层时,需要顾及地震所产生的地基不均匀沉降和其它的不利影响,并且对于桩基和地基进行加固,加强就出和上部结构的处理。对于地震可能会造成崩塌或者地陷的施工场地,就需要采用地基稳固措施,来对建筑的安全进行有效的保障。
1.2建筑结构抗震体系的合理选择
1.2.1建筑的结构体系应该对部分结构或者构件的破坏从而导致建筑整体结构破坏较大的情况进行避免。建筑结构的抗震设计之中,一个十分重要的原则就是需要有良好的变形能力和内力重分配的作用,在地震中,即便是存在部分结构受损,但是其它结构可以较为良好的将荷载进行承担,避免了建筑整体结构失去稳定。
1.2.2建筑结构体系应当具有清晰明确的计算简图和恰当合理的地震作用传递路径。在这过程中,竖向建筑构件的布置,应尽量使竖向建筑构件在垂直重力荷载作用下的压应力水平接近均匀;楼屋盖梁体系的布置,应尽量使垂直重力荷载以最短的路径传递到竖向构件墙、柱上去;转换结构体系的布置,应尽量做到使上部结构竖向构件传递来的垂直重力荷载通过转换层一次至多二次转换。另外,建筑的整体抗侧力结构体系也必须明确,抗侧力结构一般由框架、简体、剪力墙、支撑等组成,它们宜尽量连续贯通。
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1.2.3建筑结构体系应该具有良好的刚度和强度,这样可以防止和避免局部的损坏而产生薄弱环节,从而产生过大的塑性变形集中或者是应力集中问题。在建筑的结构框架设计之中,应该使节点一般不会损坏,并且底层的柱底塑性形成晚,应该使用柱和梁的顶端进行尽可能的分散处理,而对于较为容易出现薄弱的部位,应该采取适当的措施进行抗震能力的提高。
1.3重视建筑结构平面布置的规则性和对称性
对于建筑的平面和立面的布置,应该符合抗震的基本理念,采用规则的建筑机构设计方案,而对于非常不规则的建筑设计方案不予采取。建筑结构的抗震设计规范了对平面不规则或者竖向不规则以及平面、竖向都不规则的建筑结构,应该采用空间结构进行模型计算。对于凹凸不规则或者楼板局部不连贯的建筑,应该使用对楼板平面内的实际刚度和强度变化符合的计算模型。按照有关的规范,对薄弱部位乘以内力增大系数,来分析弹塑性变形,而且需要对薄弱部位采取有效的抗震结构设计的措施。
2 结构设计实践中落实抗震理论
2.1建筑结构平立面体型的确定
对建筑结构进行合理的布置,能够提高建筑自身的抗震性能,从而保障了建筑物的稳定性。在设计建筑结构时,要想建筑物能够更好地防震,必须按照建筑抗震规范要求对建筑的结构进行合理的平立面布置。要想实现合理的建筑结构的平立面布置,就要求在建筑结构体型设计的过程中,以保证使用功能为前提,选择建筑物平面规则、对称布置,从而有效保证该建筑的刚度在同一楼层间的平面变化一致,再有还要考虑建筑物在竖向空间的凹凸少,让建筑在竖向刚度变化上保持稳定,避免出现抗震时不同楼层之间刚度不稳的现象。对于结构复杂的建筑物在设计中,必须注意抗震缝的设计,抗震缝两侧的结构必须完全分开,中间的距离要以保证在地震作用时两侧结构不会碰撞为标准。一般抗震缝在结构变形的部位进行设置。抗震缝如果没有设置好的话,那么地震发生时建筑物面对地震不能很好地抗震,因此抗震缝也会变成薄弱环节。
2.2建筑场地合理选择
建筑的抗震设计还要根据不同的建筑环境进行不同程度的设计,若建筑环境地震灾害频发,则在设计建筑结构时必须加强建筑的抗震功能。建筑抗震功能的好坏是根据一定规范来评价的,根据得出的评价结果,对建筑实施不同的抗震预防。在建筑建设中,要想提高建筑的抗震功能,必须选取优质的施工场地,能够确保建筑安全与稳固。若要在土质疏松、地震频发的地区进行建筑建设时,必须提高建筑防震的性能,避免建筑在地震来临时发生沉降、倾斜等情况,对住户的生命财产安全造成威胁。
2.3建筑结构的规则性
在建筑结构设计中,必须确保建筑构造的规则性,简单化抗侧力构造,从而保障建筑的可靠性能利于将其所承载的力量进行平均分布。在建筑构造进行平面布置图形选择时,必须选择相对规整的图形,规则的图形可以有效平均分担建筑在地震产生时所带来的承载力。小规则的建筑平面易导致建筑构造质心和钢心间的交错,要尽量预防小规则建筑平面的使用,在这种平面上的建筑在地震来临时,刚心距离会相对过大,刚性小,建筑可能面临倒塌的危险。
2.4选择建筑结构抗震材料
作为建筑结构设计主要的承重原料,材料的刚度和塑性对建筑结构抗震作用有直接的影响,必须以确保建筑物的整体抗震性、稳定性为前提进行材料的选择,并且依据本地的地震历史资料,选择适宜的建筑材料。建筑材料的选择从抗震角度考虑,最好选用轻质、高强;构件间的连接有良好的整体性、延性的材料,并且材料的全强度能够有效发挥。根据多次地震灾害的实例,得出钢结构是最符合抗震材料的要求,其抗震性能好,但造价及维护的费用相对较高。而现浇钢筋混凝土结构整体性好,价格便宜,还具有较大的抗侧移刚度,经设计可保证结构具有一定的延性。但同时该材料也有很大的弱点:若地震时间长,反复的地震荷载造成构件刚度因裂缝的开展而递减,容易将混凝土挤碎。装配式钢筋混凝土结构虽然施工方便,但其构件本身的强度要高于框架节点等构件接头强度及变形能力,从而形成薄弱环节;同时预制构件在装配时会产生次应力,整个结构的连续性和整体性十分缺乏;所以这类结构不宜在高烈度地区使用。所以为了有效提高建筑抗震性能,在建筑结构设计中必须科学合理的选择适合该建筑的建材。
3结语
总而言之,对于建筑的抗震设计应该引起我们的高度重视,并且对于建筑的抗震设计技术记性不断地提高,以此对人们的生命财产安全进行有效的保障。在进行建筑的项目开发和设计之中,相关的部门需要对自身工作做好,保证建筑物的工程质量和抗震性能的稳定,同时监理工作需要严格的进行,以此确保建筑的安全性和稳定性。
参考文献:
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[3]杨林.建筑结构设计中的抗震设计[J].江西建材,2015,04:15.
论文作者:袁文章
论文发表刊物: 《建筑学研究前沿》2017年第10期
论文发表时间:2017/9/29
标签:建筑论文; 建筑结构论文; 结构论文; 刚度论文; 场地论文; 构件论文; 结构设计论文; 《建筑学研究前沿》2017年第10期论文;