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摘要:抗震设计在建筑工程结构设计中可以说是一个相对核心的环节。只有当建筑物具有理想的抗震性能时,才能保证建筑物在地震作用下具有较好的安全性和可持续性,从而保护社会财产甚至人身安全不受损害。在抗震设计中,概念设计作为基本设计原则和思想,是抗震设计中不容忽视的部分,而对抗震设计理念的理解,便变成了建筑设计必备的素养。本文将简单分析建筑结构设计中的抗震设计理念。
关键词:建筑结构;抗震概念设计;问题;措施
1结构抗震概念设计的重要性
结构抗震概念设计是指根据地震灾害形成的基本设计原则和设计思想,结合工程经验,确定建筑物和结构的总体布局和详细结构的过程。如果采用合理的结构理论和抗震概念设计,结构设计将更加合理,地震中建筑物的倒塌将最小化或避免。在建筑结构设计中,抗震设计的主要内容是设计人员通过以往地震中建筑倒塌的数量、情况等进行总结,并在此基础上结合当下的设计理念、建筑地的实际情况来进行趋于完善的抗震结构设计,使建筑能够抵抗一定烈度下的地震作用。抗震设计的目标是为了保证人们的财产、生命安全等,为其提供更加稳定安全的生活环境。因此,设计人员应当充分考虑地震作用,以便站在全局的角度完成抗震参数的选定,使建筑结构的外形、结构布置、构件参数等更有利于抗震设计,以完成抗震目标。另外,在方案设计阶段,为了给建筑方案提供正确的概念和思路,需要结构工程师综合运用其掌握的结构概念,选择安全与经济均能满足建设要求的结构方案。
2建筑结构抗震设计存在的问题
2.1对于抗震设计不够重视
随着我国城市化进程的加快,我国建筑业实现了快速发展。目前,在建筑工程的设计工作中,大多数设计人员将重点放在建筑的实用性和形状设计上,而忽略了建筑结构的抗震设计。另外,还有的设计人员对于抗震设计的认识还停留在原来的思想认识上,同时在长期的设计工作中不重视结构的抗震设计。只有在地震发生之后,才意识到建筑抗震设计工作的重要意义。
2.2抗震设计与实际情况不符
建筑结构抗震设计水平的高低直接影响到建筑工程使用中的安全效果。因此,在建筑结构设计过程中,应提高抗震设计的效果。然而,由于某些原因的影响,抗震设计的结构与实际不符,甚至有些设计偏离了建筑设计的初衷。这不仅导致了严重的浪费问题,同时建筑结构的抗震效果也没有达到要求。另外,一些设计人员由于受到自身水平的限制,导致了抗震设计过程中存在着严重的套公式、程式化的问题,这也会影响到建筑结构的抗震效果。
3建筑结构抗震设计要点
3.1加强短柱的受压承载力
在建筑结构抗震设计中,加强短柱的承载力,可以有效地减小柱的截面面积,提高抗剪跨比,提高建筑结构的抗震性能。减小柱截面、提高抗剪跨比最常用的措施是提高混凝土结构的强度等级。通过高强混凝土材料的应用,可以提高短柱的承载力,降低轴压比。不过在使用高强度混凝土材料时,由于其自身的延展性较差,需要配合其他处理技术,来增强结构的综合性能。另外,在建筑结构抗震设计中,也可采用钢骨和钢管混凝土柱的方式提升短柱的受压承载力。
3.2合理选择建筑结构体系
作为抗震设计的起点和重点,做好建筑结构的抗震设计,对于提高建筑工程的抗震效果具有重要意义。在抗震设计过程中,首先不应出现局部泛化问题,建筑工程的整体抗震性能不应受到个别建筑结构的影响。设计过程中,要确保建筑结构有着一定的赘余度,即便建筑结构中的个别部分出现损坏的问题,也不能对建筑的整体抗震效果造成严重的影响。其次,要明确地震的传递路径,对于设计工作中的计算图要严格控制。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在进行竖向结构的设计工作时,要确保在垂直重力荷载的作用下,压应力水平方向要保持均匀。对于转换结构而言,其上部结构的竖向构件会进行重力荷载的传递,因而设计过程中要确保荷载力能够在转换层进行一次到两次的转换;另外,设计人员要做好结构体系的强度和刚度控制。设计过程中不仅要保证每一个建筑结构部件的刚度与强度能够得到均匀的分配,同时还要确保建筑结构设计符合整体的设计要求。
3.3恰当处理结构荷载
在对建筑结构进行设计之时,抗震理念是必须要融入其中的,这是保证建筑具备较高抗震性能的基础所在。当然,设计中还要将强弱协调原则予以有效落实。这也就是说,要确保柱、剪、节点以及压力中心的强度得到进一步提升,而梁、弯、杆件以及拉力中心的强度则要湿度减弱。简单来说,就是要确保柱端的承载力要大于梁端,杆件抗剪能力要高于抗弯能力,同时要保证节点不会出现提前损坏,杆件受到破坏,但受压区混凝土承载力要超出受拉区钢筋承载力。
3.4做好建筑空间布局设计
对建筑空间布局进行合理设计对提高建筑结构的抗震性有着十分重要的促进作用,因此,在对建筑空间布局进行设计的过程中,设计人员可以从以下几方面入手:(1)考虑空间结构的均衡性。在地震灾害中,建筑不仅会受到来自地面的作用,还会受到空气冲击的作用,因此,在其抗震设计中应当考虑到来自各个方向的作用力,从平面主轴出发,使其具有足够的刚度和稳定性,且刚度越好,稳定性就越高,能够承受水平力的性能就越好。(2)考虑空间结构的简单性。建筑结构越复杂,在设计的过程中就需要考虑更多方面,在计算相关参数的过程中也会更加繁琐。因此,设计人员在抗震设计时应当尽可能简化设计内容,减少可能会影响建筑抗震能力的因素,同时通过计算机技术全面加强抗震设计,保证建筑的安全性。(3)考虑空间结构的整体性。抗震设计是一项整体性较强的工作,并不是对建筑的部分构件加强抗震性能,因此,设计人员应当将楼盖、建筑内部以及相应的底层结构有效结合到一起,使其在地震灾害的冲击下能够以整体的方式对抗地震作用,这样能够避免单一结构抗震性能低下而造成建筑整体崩塌的现象,在提高各部分抗震性能的同时,提高了建筑整体的安全性。
3.5采用适当的抗震构造措施
混凝土构件应避免剪切破坏先于弯曲破坏、混凝土压溃先于钢筋屈服、钢筋与混凝土粘结破坏先于构件自身破坏。也就是“强剪弱弯”、“避免超筋”、“强连接”的抗震概念。而抗震措施也是至关重要,为保证抗震概念的实施和计算模型的实现,抗震构造措施也是层出不穷,具体的做法有:设置箍筋加密区、控制最大配筋率、确保钢筋最小锚固长度。砌体构件应按规范设置好构造柱和圈梁,以保证砌体结构的承载力和延性。钢构件应避免失稳破坏,以确保钢结构的承载力和变形能力。
3.6分体柱的合理应用
短柱的抗弯承载力和抗剪承载力不均匀,使建筑结构在地震作用下由于缺乏抗剪承载力而受到破坏,而其抗弯承载力又不能发挥其作用。所以在性能划分上,应该提升抗弯承载能力和抗剪承载能力之间的协调性,这样在地震作用下,柱子将先达到抗弯强度,从而呈现出延性的破坏状态。分体柱方法则是协调短柱抗弯承载和抗剪承载的主要措施。通过人力作用将短柱的抗弯性能予以消减,保证两者的平衡。
结束语
总之,在当前我国建筑行业发展的过程中,对建筑物进行相应的抗震结构设计是很有必要的,这可使得建筑物的安全性和稳定性得到进一步的提升。不过,从当前我国建筑抗震结构设计的实际情况来看,其中还存在着许多的问题,为此我们还要在不断的实践过程中,来对其设计理念进行相应的优化和改进,并且严格根据工程施工的实际情况,来对其进行处理,从而使得建筑工程的施工质量得到保障,促进我国建筑行业的稳定发展。
参考文献:
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[3]靳永恒.建筑结构设计中抗震设计分析[J].山西建筑,2017,43(20):44~45.
论文作者: 沙飞
论文发表刊物:《建筑模拟》2019年第11期
论文发表时间:2019/5/22
标签:建筑结构论文; 建筑论文; 承载力论文; 结构论文; 结构设计论文; 性能论文; 设计人员论文; 《建筑模拟》2019年第11期论文;