浅谈建筑结构设计中的抗震设计论文_谢松伦

浅谈建筑结构设计中的抗震设计论文_谢松伦

摘要:众所周知地震对建筑物的破坏性非常大。本文概述了建筑结构设计的抗震设计原则,进而详细论述了抗震设计在建筑结构设计中的应用,以期为建筑结构抗震设计工作的实施开展和如何增强建筑物整体抗震性能提供合理的参考。

关键词:建筑;结构设计;抗震设计

建筑结构设计中的抗震设计是一种复杂并且系统性极强的工作,从建筑的选址到建筑的结构设计都要进行严谨的抗震设计,根据不同的建筑项目,不同的抗震方法进行不同的建筑设计及抗震设计,保证建筑的抗震能力符合其结构设计。所以在对房屋建筑进行建筑结构设计时应根据建筑的特点选择合适的抗震设计。

1 建筑结构设计中抗震设计的发展及目标

地震灾害是地壳快速释放能力过程中造成的震动,其爆发快,破坏性强,人为预测难度较高,对建筑物的损害极大。在经历了无数次由于地震带给人生命和财产安全的巨大损失之后,人类开始研究应对地震的方法。其中,对建筑结构进行抗震设计研究是一个行之有效的方法。建筑的抗震能力提高,人民的安全也有了更多保障。建筑结构设计人员总结了以往地震对建筑结构的破坏形式和程度及各种形式下建筑结构设计的经验教训,以建筑结构关于抗震理论知识和抗震标准为依据,在当下建筑结构设计中已经对抗震设计有了很好的控制。建筑结构设计过程中抗震设计的目标包含以下两点:(1)建筑结构设计中的抗震设计达标,即在满足国家及行业对于抗震设计标准的同时,满足委托设计单位和开发单位对于建筑结构的实用性,美观性,经济性及抗震的作用;(2)在建筑结构设计中真正以人身安全为目标,提高建筑的整体质量。这也是建筑设计人员应该始终追求的目标,不仅在设计时突出结构特点,功能多样化等功能,建筑的安全和稳定性才是最重要的。没有了安全和稳定做基础,建筑设计必将埋下不可估量的隐患。为实现保护人民生命安全的目标,建筑结构设计人员要根据建筑场地的地质情况和实际问题进行具体的调研,探索静态的地质情况下也要考虑地震震动时的变动情况,最大限度的提高建筑的抗震性能,从而保证建筑的整体质量。

2建筑结构设计中抗震设计的原则

基于以往建筑抗震经验,参照地震作用下的建筑的破坏规律与抗震理论,必须进行抗震能力验算以保证抗震设计的安全性。目前,抗震验算所采用的破坏准则主要有:强度破坏准则、延性破坏准则、能量破坏准则、基于低周疲劳特征的破坏准则,以及用最大变形和滞回耗能来表达的双重指标破坏准则等。各种破坏准则均有它的适用范围。其中,强度破坏准则对于非延性破坏是实用的、有效的;延性破坏准则是目前国内外的一些规范进行延性抗震验算的主要形式;而能量破坏准则,基于低周疲劳特征的破坏准则以及双重指标破坏准则还需进一步研究才能用于抗震设计验算。

除了理论的抗震设计验算之外,建筑结构设计人员在实际进行结构设计时还需依据施工现场的周边环境和建筑地质等进行综合考量分析。而且自然灾害高发区最好不作为建筑地点的考虑范围内,建筑地点应地势平坦,有效的降低地基震动过程下陷的可能性,避免地震发生时对建筑结构带来的破坏,并在此基础上设计出具有针对性的结构设计方案,从而提升建筑的抗震性能。比如尽可能的提高纵面墙的强度;合理将墙体划分为不同数量的小段,以此来提高建筑的延展性,进而提高建筑结构的抗震性,降低地震灾害对其所造成的不利影响。

抗震结构必须合理选择抗震构件形式以及混凝土材料。比如地基基础形式应坚持因地制宜、就地取材、保护环境和节约资源的原则来选择天然基础或桩基础,以此来提高建筑的抗震性能。同时在地基基础设施建造时,需要对地基埋置深度进行合理调控,确保建筑物稳固性的提升。全面系统的监督基础凹槽的回填和地基土的夯实,确保回填土质之间紧密性,确保房屋建筑地基具有较好的稳定性,控制建筑物的不均匀沉降。在抗震设计时首先必须要掌握建筑的各项结构参数,并最大限度的提升结构的整体刚度。例如框剪结构对连梁弯矩进行动态调整处理,并在此基础上对剪力墙的局部位置进行加厚处理,以此来提升节点区位置的抗变形能力,进而提升建筑物的整体抗震性。最后,应当重视建筑的质量和稳固性,在实际施工过程中降低建筑结构的自身重量,比如降低墙体自重,选择质量较轻和强度较高的材料,以此来提高建筑结构的抗震性能,降低地震发生时对建筑物带来损伤和破坏,以此达到小震不坏,中震可修,大震不倒的抗震要求。

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3 抗震设计在建筑结构设计中的应用

在建筑设计中,需要综合分析影响建筑抗震设计的因素,并选择最优的建筑抗震设计方案,在方案具体的设计和实施过程中可从以下几个方面来展开:

3.1 严格按照相关抗震规范来设计

在实际设计工作中不同的建筑类型有不同的抗震要求,在具体的建筑设计时,需要针对不同建筑的抗震设防标准要求,确保建筑的抗震设计符合相关的建筑抗震设计规范要求,从而保证建筑整体的安全性,更好的追求建筑的经济效益。

3.2建筑的高度宽度设计

建筑的高度和宽度的比值会影响到地震对建筑的影响程度。地震必然会导致建筑的波动,当建筑物自身高度较高时,地震波动会更加剧烈。当建筑物宽度减少时,也会导致这种波动效应明显加剧。因此在地震发生时,建筑物损害程度与其高度和宽度之比呈明显正比。因此,设计人员在针对建筑结构进行设计时,需要对户型进行合理规划。通过有效的降低建筑物的高宽比来降低地震带来的损坏风险。

3.3建筑的架构设计

建筑架构的整体平面呈现具有规则性和均匀性的建筑的抗震能力比较强。因为结构越复杂,越不规则的建筑的结构抗侧力刚度和承载力连续性会越难以保证,而建筑物结构的刚度是直接影响到建筑物承重能力的元素,一旦建筑物的刚度降低,其抗倒塌能力也随之降低。就建筑体型较为规则的建筑物而言,在受到地震灾害影响的过程当中,该种建筑物的在布荷载受力点较为平均,整个结构会随着地震的震动方向会晃动,其建筑结构构建以及建筑物的刚度受影响性相对较低,在这种情况下,其抗震性能就会变得较强。因此,必须要保证建筑物平面形状和空间形状的规则性和均匀性,可以将建筑设计成抗震能力较强的形状如矩形,圆形和扇形等,空间呈外凸内凹状,同时还要保证侧翼的对称性,控制侧翼的长度。在建筑一个独立结构单元内,结构平面形状宜规则、简单、对称,质量、刚度宜和承载力均匀分布,减少偏心。保证建筑物重量以及刚度的均匀性,以此来提升建筑物的受力均匀性以及抗震能力,降低结构错位的机率。

3.4 防震缝的设计

在建筑结构设计中,防震缝的设计也是一项核心内容。建筑结构设计人员应该在初步设计阶段视其不规则程度及技术经济等因素分析比较是否该设置防震缝。如需设置就应合理设计好防震缝,将建筑进行均匀、独立和规则分割,使其形成多个较规则的抗侧力结构单元。在进行防震缝设计时,其两侧需要留有一定抗震宽度,以确保实现防震缝两侧结构的完全隔离,也可以根据建筑物的外形在防震缝两侧设计抗震墙。

3.5 抗震墙的设计

在建筑结构设计中,抗震墙是一种重要的承重结构,对抗震设计具有重要决定作用。在进行墙体设计时,需要针对建筑的刚度来设计墙体的数量,合理布置墙体位置及设计其厚度,进一步增强建筑物的稳固性和抗震性。当建筑物位于地震频发区时,则在实际设计时需要通过适当增加墙体的厚度及配筋率来提高建筑物的稳固性和安全性。不仅能够提高建筑物的抗震性能,而且能够为人们提供一个安全的环境,減少地震发生时对人员财产带来的损伤。

4 结语

综上所述,地震是影响建筑结构稳定的严重灾害类型,由此可见,建筑结构设计中抗震设计研究的重要性和必要性是显而易见的。虽然目前我国抗震设计理论与技术研发尚不够成熟,但随着近几年来对于建筑结构抗震设计方案的研究的广泛开展,抗震技术在实践中的不断应用更新,合理的设计方案及工程实践将对于有效提升建筑结构的稳定性和安全性具有重要意义。

参考文献

[1]袁兵,官小均.浅谈房屋建筑结构施工的常见问题[J].四川水泥,2017(3):127.

[2]赵宏伟.房屋建筑结构设计体系选型及抗震设计探讨[J].山西科技,2012(5):254.

[3]李丽.建筑结构工程在抗震设计中的探索[J].城市建设理论研究:电子版,2013(33)

论文作者:谢松伦

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年3期

论文发表时间:2019/6/10

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