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摘要:抗震设计能有效提高房屋建筑的安全稳定性。本文即对我国房屋建筑结构的抗震设计展开研究,在对抗震设计的主要目的、重要作用、总体思路和工作方法进行分析的基础上,提出了房屋建筑结构的抗震设计要点,并阐述了提高抗震设计质量的保障措施。本文的研究对有效提高房屋建筑抗震性能具有一定的借鉴作用。
关键词:房屋建筑;结构设计;抗震设计;要点
地震灾害会造成巨大的人员伤亡和财产损失,灾害的形成主要是因为强烈的振动和地面变形、裂缝破坏地表的房屋建筑、道路交通和设备设施等。加强地表建筑的抗震设计是降低灾害损失,减少人员伤亡的有效措施[1]。本文即对我国房屋建筑结构的抗震设计展开研究,以期找到有效提升房屋建筑抗震性能的方法。
一、抗震设计的主要目的和重要作用
抗震设计,即为了抵抗地震的侵害,减少因地震带来的人员伤亡和财产损失。因此,我国对房屋建筑结构进行抗震设计的主要目的就是为了增强房屋建筑结构的抗震能力、抗压能力[2]。房屋建筑结构的抗震设计可以有效提高房屋的安全性和稳定性,特别是在地震发生的时候,能在剧烈震动和地面晃动下仍然保持其整体性能;抗震设计可以使房屋建筑具有更加坚固的结构,从而有效延长其使用寿命;抗震设计还能为房屋建筑的住户提供更加舒适、安稳的入住条件和使用环境。
二、抗震设计的总体思路和工作方法
房屋建筑结构抗震设计的总体思路就是对地震发生时可能对房屋造成的影响进行全面的预想,综合考虑建设地点地震可能发生的频次、等级等,对房屋的建筑结构进行科学合理的加固设计,以抵抗地震带来的损害。按照工作方式的不同,可以将抗震设计分为以下三种设计方法:
(1)抗震结构设计。抗震结构设计就是通过对房屋建筑结构的优化,使结构本身具备抵抗地震的能力,例如框架结构、剪力墙等,就是使房屋的墙面、梁柱等产生延性来抵抗震动对房屋结构的损坏影响。
(2)减震结构设计。减震结构设计就是在房屋建筑结构上加装减震设备、设施,例如阻尼器等,在减震设备的作用下提高建筑的抗震性能。抗震设备的选择和安装地点是减震结构设计的关键,应充分结合项目的实际情况和可能发生的震级等进行设计。
(3)隔震结构设计。隔震结构设计就是在房屋建筑结构的关键部位设置隔震层,在隔震层的作用下,改变了地震对房屋建筑的震动方向,减缓地震发生时房屋建筑的晃动频率,从而减小地震对房屋的影响。隔震结构一般设置在房屋建筑的基层或中间层。
三、房屋建筑结构的抗震设计要点
1、合理选择建设地点
房屋建筑的抗震设计应该从建设地点的选择开始,建设地点地质条件情况甚至是决定整个房屋建筑抗震性能的关键,而在项目的实际建设过程中,由于受场地限制、成本控制或人为因素,建设单位和设计单位都未将其作为抗震设计的重要环节。一旦房屋建设在地震断裂带上,即使设计和施工后期采取最有效的抗震措施,也无法显著减小地震对房屋建筑的破坏。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆房屋建筑建设地点的合理选择应建立在对施工地址的地质条件和自然环境进行充分调研、取样分析的基础上,尽量避开地震断裂带、易塌陷的软土地面,选择平坦、开阔的场地;密度和硬度均匀性较好的地质条件作为房屋建筑的建设地点。
(1)优化结构空间设计。房屋建筑结构的空间设计优化是从结构平面和立体空间两个方向去平衡、降低地震在结构内部产生的应力,从而有效提高建筑的抗震性能。优化房屋建筑结构的空间设计可以从以下三个方面进行考虑:
(2)结构的整体性。从提高房屋建筑结构的整体抗震性能的角度出发,将建筑基层、内部构造和楼盖结构进行有机结合,使连接结构能有效的将内部应力和外部冲击力进行有效传导,让房屋结构成为一个能有效抵抗冲击的整体。
(3)结构的简洁性。降低房屋建筑内部结构的复杂程度,尽量减少建筑内部不必要的装饰、美化结构,以保证建筑的稳定性。
(4)结构的均衡性。地震发生时,房屋建筑要受到来自各方面的作用力,若内部结构是较为均衡的,其平面主轴上强度和刚度就会很高,结构就会呈现出较好的稳定性。
(5)关键部位抗震设计
房屋建筑设计应加强对关键结构部位的抗震设计,以更加有效的提高房屋在地震中的稳定性。
(6)构件连接点。各个构件之间的连接点因整体性不强,容易发生松动和断裂,而成为地震中较为容易损坏的部位。可以通过采用加固连接部位或安装减震、隔震设备两种方式来达到连接点抗震的目的。
(7)重要构件,如楼梯间、楼层板、墙面、梁柱等。以楼梯间为例,楼梯间是在灾害发生时人员伤亡较为集中的区域,应充分结合建筑的实际情况进行优化设计(包括楼梯间的位置、楼梯板的厚度等),认真验算楼梯的承载能力,并采取有效的防护措施。梁柱等承重构件的抗震设计,则应对建筑结构整体的重量分布进行仔细、反复的核算,以准确确定其具有最高抗震性能的设置方位,在设计完成后,应利用计算机进行模拟验算,以保证设计的科学合理性。
(8)使用合格建筑材料
提升房屋建筑所使用建筑材料的强度和刚度,是提高房屋建筑整体安全稳定性最直接的方法。在设计阶段,对建筑所使用材料的选择在达到各项设计标准和使用要求的前提下,还应充分考虑到项目现场的实际情况,对可能发生的地震灾害状况及在地震过程中可能发生的损害进行全面的预测,以选取符合抗震性能要求的合格建筑材料。在项目建设过程中还应做好对材料供应商的审核、建筑材料的现场检验工作,以保证最终使用在房屋建筑上的建筑材料能够达到抗震设计要求,能够在地震灾害发生时有效的抵抗地震对建筑结果的冲击。
四、提高抗震设计质量的保障措施
(1)抗震设计质量控制。加强抗震设计的质量控制是提高房屋建筑抗震效果的基础保障措施。只有对房屋建筑结构抗震设计的设计质量进行严格控制、及时审核,才能使结构的抗震能力达到使用要求。质量控制应加强对设计要点的设计质量检查,安排专业水平较高的设计人员完成关键项目的抗震设计,细化抗震设计目标到项目的每个时间节点和阶段工作,及时对关键项目的抗震设计完成情况进行检查,一旦与计划目标发生偏差,应立即采取纠偏措施,设计完成时应进行严格的质量检查,必要时可以请相关行业专家组成专家组进行集体讨论决策。
(2)设计团队优化管理。设计团队的专业技术水平会对房屋建筑的设计效果产生较大影响,加强设计团队的管理工作是提高房屋建筑抗震效果的人力保障措施。设计团队优化管理的主要措施包括提高团队安全意识、开展专业技术培训、严格团队工作考核等。设计团队只有拥有了较高的安全意识,认识到抗震设计在地震发生时的重要作用,才会以严肃认真的态度去从事设计工作,减少因人为过失或主观因素造成房屋建筑的抗震性能下降。开展有针对性的专业技术培训,是提高团队专业水平的最有效方法,团队内部还应经常组织技术经验交流,让设计人员从实际案例中积累设计经验。将设计工作的检查考核结果与设计人员的薪酬绩效挂钩,以引起设计人员对房屋建筑结构的高度重视。
结论
房屋建筑的抗震设计主要是为了减少地震带来的人员伤亡和财产损失。抗震设计可以有效提高房屋建筑的安全稳定性、延长使用寿命,并向使用者提供更舒适的使用条件。抗震设计主要是通过对地震可能产生影响的预想、预控,达到降低损害的目的,设计方法包括抗震结构设计、减震结构设计和隔震结构设计。房屋结构的抗震设计要点包括合理选择建设地点、优化结构空间设计、关键部位抗震设计和使用合格建筑材料。抗震设计质量控制和设计团队优化管理是提高房屋建筑结构抗震设计质量的保障措施。
参考文献
[1]崔英杰. 建筑结构抗震设计理念与方法[J]. 四川水泥, 2016(11):52-52.
[2]基于性能的高层建筑抗震设计方法分析[J]. 低碳世界, 2017(25):151-152.
论文作者:陈炳辉
论文发表刊物:《防护工程》2018年第33期
论文发表时间:2019/2/22
标签:建筑结构论文; 房屋建筑论文; 房屋论文; 结构论文; 结构设计论文; 性能论文; 团队论文; 《防护工程》2018年第33期论文;