摘要:为了更大程度降低地震造成的损失,促进高层建筑领域的发展,提高高层建筑结抗震水平迫在眉睫。建筑工程结构设计主要是应用结构组成而实现建筑工程的目的,从而满足建筑工程的需求。科学的抗震设计理念可以有效提高建筑结构抗震性,保证建筑工程的稳定安全,即使发生地震也能将损失降到最低。本文对混凝土建筑抗震结构设计问题进行了探讨。
关键词:混凝土建筑;建筑结构设计;抗震结构设计
1混凝土建筑结构抗震设计概述
抗震设计对于建筑结构的稳定性具有重要的作用,只有提升抗震设计水平,才能保证建筑工程安全性。在相关人员进行抗震设计工作前,通常会预先确定结构初始尺寸和混泥土等级要求,随后在针对结构真实刚度进行准确计算。确定结构刚度后,确定配筋数量。建筑设计阶段中的配筋数量、抗震性能和结构刚度三者之间属于一种正比关系,因此,随着建筑结构刚度的不断增强,建筑抗震性能也相继提高,在设计工作中就需要增加配筋数量。另外,地震具有不可预知性,其建筑结构会发生无规律的变化,因此无法根据计算设计,而地震概念设计,则是实现建筑结构抗震性能的有效方法,可以提高建筑抗震抗压性能设计的重视,通过设置多层抗震防线,来减轻建筑外在损害,将建筑损失减到最小。
2高层混凝土建筑抗震破坏形式分析
2.1剪切破环
在地震发生时,建筑物首先出现的就是剪切裂缝。剪切裂缝简单而言就是在地震期间建筑结构受到剪切力的作用而形成的,在剪切裂缝形成时一般会经历以下几个阶段:当弯矩的强度在达到一定程度时就会慢慢开裂,紧接着,截面就会出现水平弯曲的裂隙;由于建筑物受到的作用力不断增大,裂缝也会逐渐扩大,这时建筑结构开始出现斜方向的剪切裂缝;当箍筋慢慢屈服,剪刀裂缝就会越来越大,剪切破坏就此就发生了。
2.2弯曲破坏
建筑结构除了会受到剪切破坏还会受到一定程度的破坏。弯曲破坏是指建筑结构在水平地震荷载的作用下,由于受力的作用比较大,迫使建筑结构逐渐失去稳定性,外部保护区域逐渐分崩离析,进而使整建筑物结构主体丧失承载力。在地震持续期间,建筑结构主体会不断的受到地震的影响,持续的时间越长,对建筑物主体结构的影响也就越大,当荷载强度到达建筑主体结构的临界点时,建筑结构就会被彻底瓦解,建筑物就会出现崩裂、坍塌的现象。
3抗震设计理念在建筑结构中应用需要注意的问题
在设计建筑结构的过程中,合理应用抗震设计理念,应保证建筑结构整体具有合理性,应保持其自身的基本性能,例如强度、刚性、稳定性等,可以有效提高建筑结构的稳定性和安全性。但是在具体应用的过程中,需要注意几个方面的问题。第一,经济问题。抗震技术的应用固然重要,但是也要根据企业的实际情况,在注重技术的同时,确保经济实用型,可以采用最先进的技术、高质量的产品,但也要设计出科学合理的简化施工方案,从根本上节约成本,避免浪费。第二,设计方面。在建筑结构抗震设计的过程中,需要坚持实事求是的设计原则,根据设计目标的实际情况进行设计,还要根据设备性能、材料情况等因素进行设计,否则不仅会提高施工成本,也会造成施工难度的增加,严重的情况下,施工质量也无法保证[1]。第三,质量方面。建筑施工的关键问题就是施工质量,在进行建筑抗震施工设计的过程中,需要保证材料设备质量合格,同时保证施工计划、施工方案符合建筑施工需求。当施工过程中出现沉降或倾斜问题时,需要施工初期对建筑结构的严格把控,做到每个施工步骤的监管,从而避免在结构设计中出现纰漏,同样能够提升建筑物的可靠性。在应用抗震设计理念对建筑结构进行设计过程中,保证每一个施工细节都得到准确落实,才能够让抗震设计理念作用得到最大程度的发挥。
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4提升混凝土建筑抗震结构设计的有效对策
4.1严格把控建筑材料
建筑材料是提高建筑物质量的关键,对抗震有着重要作用。如今,材料市场鱼龙混杂,许多商家盲目追求经济利益,故意出售假冒伪劣的原材料,致使我国建筑质量提升困难。在选择结构材料的过程中,要充分参考抗震设计理念,根据具体的建筑工程项目以及建筑工程结构,选择出科学合适的结构材料,保证抗震效果得到充分展现。其中结构材料和结构形式之间相互影响,因此是首要考虑指标,主要包括以下几个方面:强度和重力比值;匀称;正交各向问题;连续性和延展性[2]。同时,建筑材料应根据施工进度的要求分别进入施工现场,在进入现场前管理人员应对材料的数量和质量进行再次审核,防止材料掉包或掺假情况的发生。施工单位应设置专门的材料摆放区域,由专业的管理人员对材料进场后进行分类和摆放,并对材料的用量进行合理分发,每天记录材料的剩余,对提升建筑物的抗震强度具有重要意义。
4.2设计抗震建筑方案设计
抗震建筑方案是在建筑施工前必须进行的,在设计抗震建筑方案时,应对建筑结构进行重点设计,能够提高建筑抗震系数,保障建筑物在地震来临时的安全。对于混凝土建筑而言,建筑场地的选址应做到严谨科学的调研,这对确保高层建筑整体在地震当中的安全性尤为重要。其中对每一个建筑选址应做到结合当地实际综合地理情况、地形地貌研究等。设计人员必须事先掌握房屋内地震作用的传递路径,在对其进行构建设计时,应注意尽量内部应力实现均匀性,从而提升整体建筑结构的稳定性[3]。在进行抗震结构设计时,需要针对抗震规范、抗震结构体系进行设计,根据实际施工设计简图,明确相应的抗震传递途径,从而有效避免因为局部问题导致整个结构构件被破坏,以此保证抗震能力受打击。方案设计人员应充分考虑建筑场地的特点,对建筑物的抗压能力进行优化设计,对不同等级的地震产生的影响进行计算、推演,要对其布局进行合理设计,最大程度的使高层混凝土建筑结构各种设施之间保持平衡分布。施工单位应严格按照设计方案进行,有利于确保建筑物的刚度符合抗震标准。
4.3设置建筑抗震防线
之所以加强对高层建筑的抗震防线设计,是为了保障在实际地震发生过程中,建筑的主体结构受到的影响最小,同时也是为了防止在地震发生之后的余震对建筑的二次破坏。针对不同的抗震设防烈度,地震效应增大系数会形成不同的数值,因此在实际应用抗震设计理念的过程中,必须要引起注意。对建筑结构的承载能力进行计算,对部分薄弱的环节加强建设,将薄弱部位的承重力转移到高强度环节上,从而实现压力的分布[4]。建筑抗震防线的设置应保证低震级时不坏,中震级时能够修理,大震级时不会导致建筑物倒塌。防线设计人员应根据建筑物的结构,沿着建筑物的竖直方向设立防线,防线的设置数量应保持均匀的原则,最好能够对称设计。抗震防线应设置多道,将防线与建筑物的其他结构进行科学连接,能够形成合力,有利于在地震来临时提高建筑物的抗震性能,减少建筑物倒塌造成的损害。
结束语:
总之,在进行建筑结构设计的过程中,必须要树立起先进的抗震理念,以此保证建筑结构的稳定性。通过严格把控建筑材料、进行现场勘测、设计抗震建筑方案等对策,能够提高混凝土建筑的抗震等级,对建筑行业的发展具有至关重要的作用。
参考文献:
[1]王海军.高层混凝土建筑抗震结构设计方案研究[J].建材与装饰,2018(34):118.
[2]贾宏宇.抗震结构设计在高层建筑中的应用分析[J].建材与装饰,2018(29):130-131.
[3]宁华.高层混凝土建筑抗震结构设计探究[J].建材与装饰,2017(30):125-126.
[4]郝建伟.浅论高层混凝土建筑抗震结构设计要点[J].居业,2016(02):61+64.
论文作者:狄龙
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/14
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