摘要:我国建筑行业最近几年发展非常迅速。地震是对人类造成危害极大的自然灾害,并且对其进行十分精准预测存在一定的困难,使得不能在地震来临前采取非常好的预防措施。为了尽可能的减小其对人类造成的损害,就需要加强建筑抗震的相关研究,增强人类抵抗地震的能力。
关键词:建筑结构;抗震设计
引言
随着科学技术的快速发展,我国建筑行业迎来新的发展机遇和空间。当前我国建筑结构的抗震理念是三道防线,即小震不坏、中震可修,大震不倒,对结构中承担地震荷载的构件进行重点设防,有效提高结构的抗震能力,加强其安全性与稳定性,有效地保障人身安全与财产安全。
1建筑结构设计的特点
一是结构受力状况。建筑结构整体的柔性和承载力受建筑受力均衡性的影响,建筑受力均衡性对在强震环境下建筑的稳定性有重要的影响,因此我们在对建筑结构设计过程中要切实关注受力状况,加强对结构构件和连接点之间的受力状况的监测,确保强震环境下临时能量对建筑的冲击,确保受力平衡,保障主体结构的完整性。二是轴向变形问题。建筑的竖向载荷大,能够使得柱中引起较大的轴向变形,进而影响连续梁弯矩,这一方面会造成连续梁中间支座处的负弯矩值减小,另一方面还会造成跨中正弯矩和端支座负弯矩值的增大,同时也对预制构件的下料长度产生影响。因此,我们要加强轴向变形的计算,从而及时调整下料长度,调整结构剪力和侧移的影响。三是结构延展性。结构延展性是建筑的一个重要设计指标,与低层楼房相比高层楼房结构更加柔软,这导致其在地震作用下的变形也更大,为了避免地震情况下的倒塌,使建筑结构在塑性变形后仍然具有一定的变形能力,需要我们在构造上采取一定的措施来提高建筑的延性。
2明确建筑抗震设计概念问题分析
抗震设防目标是指建筑结构遭遇不同水准的地震影响时,对结构,构件,使用功能,设备的损坏程度及人身安全的总要求,由此提出了“小震不坏,中震可修,大震不倒”的设计理念。对罕遇地震抗震设计中,通过试验以及理论分析表明,加大建筑结构构件的界面尺寸不是唯一的减小地震影响的方式,最佳的方式应该是使得建筑本身具有一定的耗能性。抗震的主要方式就是当地震波来临时建筑能够及时将其外界的振动进行耗能减除,因此,使得其耗能性加强是当前的抗震设计方面十分关键的技术。因此在进行实际的建筑结构设计的过程中,虽然采用较大的界面尺寸,能够在一定程度上提升其结构的承受荷载的能力,但是由于结构尺寸越大,使得其耗能性也降低,因此也较容易使得其产生脆性破坏。因此,对建筑结构进行设计应使其关键构件的抗震强度得到提升,能够尽可能的保证建筑物的整体性和安全性。
3建筑抗震设计中需要注意的重点问题分析
3.1体型设计问题,
在建筑结构设计中,要想强化其抗震效果,就需要对建筑体型进行合理规划,确保平面和空间形状的合理性。同时在对地震作用研究中发现,不规则体型的建筑在地震中所受的影响和波及要较规则体型建筑严重的多。对于不规则的建筑来说,由于其空间结构上存在一定的复杂性,受地震波的影响会使得建筑结构出现不同级别的晃动,当晃动频率较大时,就会导致内部结构部件出现松动、错位等问题,影响建筑结构的承载能力和刚度,造成建筑的倒塌。而在较为规则的建筑中,地震波同样会对建筑带来不同程度的晃动,不过由于结构的稳定性和规整性,使得晃动频率对整体结构造成的影响相对较低,不会发生严重的变形。所以在建筑体型设计中,一方面要简化平面和空间形状,增强其规则性。最常用的体型结构有圆形、扇形、矩形;另一方面需减少凹凸造型的出现,尽可能保证结构两端的对称性,从而提高结构的强度和刚度,保证重力分布的均匀性。
3.2抗震设计在结构设计中不够重视
当前之所以建筑结构在地震中被大量破坏,究其原因,也是因为抗震设计在结构设计中的作用不够明显,设计人员不够重视所致,这些问题尤其是在建筑物的加层或者在改建中经常出现,这些小问题,小隐患在遇到地震之后就会被放大,成为威胁生命与财产安全的重大问题,所以设计人员应当结合施工的实际环境,对抗震等级与建筑物的构造进行合理的选择。
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3.3平面布置设计问题
在建筑结构设计中,平面布置的合理性对于提高建筑结构质量有着重要作用。首先,平面布置设计的合理性能够加强建筑结构功能划分的准确性和有效性,确保建筑的实用性;其次,平面布置设计是进行建筑结构中梁、板、柱等合理布置的基础内容,其对于提高建筑的承载能力及强度有着直接影响。所以在平面布置设计时,要结合建筑结构的功能要求,合理规划内部空间效果,确保空间内各结构之间连接的坚固性,这样在地震发生时,才能更好的降低地震波对空间结构带来的影响,保证结构的稳定性,减少损失和危险的生成。
4做好建筑结构抗震设计
4.1选择适宜的场地
选择合适的场地是设计人员进行抗震设计的第一步,也是最重要的一步,因为良好的场地便于抵抗地震力,相对平坦开阔的空间能够提升建筑物的抗震能力。均匀的土质能够传递相同波速的地震波,防止在同样的部位产生不同的力,密度和承载能力较好的土质能够很好地分担建筑结构传递下来的重力荷载,还能提高建筑物与地基的整体性。在选择建筑场地的时候应当尽量避开液化土、湿陷性黄土、采空区以及河岸边缘等地段,避免土体中密度不平均、硬度和凝结度不同对建筑结构设计造成影响,对于一些容易发生地质灾害例如滑坡、泥石流等地段也应当合理规避,还要避开地震断裂带,以免降低建筑结构对于地震的抵抗性。
4.2对建筑材料进行合理选择
建筑材料选择的是否合理,直接影响建筑结构的抗震能力。我们在对施工过程中,对建筑材料的选择一定要结合工程实际情况,针对当地地质地貌、天气等进行充分的考虑,要选择能够满足建筑抗震要求的施工材料进行施工。尤其是在地震多发区,我们对建筑的施工一定要抛弃常规的砂石结构,可以采用钢结构为主、多种复合类材料为辅的建筑结构,利用刚性较强的建筑材料来对建筑的稳定性进行维持。
4.3分体柱的合理应用
短柱的抗弯承载能力和抗剪承载力存在一定的不均匀性,使得建筑结构在地震作用下,因为抗剪能力的不足而出现一定损毁,抗弯承载能力则无法发挥其自身功效。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。具体措施为,在柱中沿竖向设缝将短柱分为2或4个柱肢组成的分体柱,分体柱的各柱肢分开配筋。在组成分体柱的柱肢之间可以设置一些连接键,以增强其初期刚度和后期耗能能力。此外,随着经济和技术的发展,对建筑结构抗震设计的研究力度也在不断增加,尤其是在建筑结构与地基材料性能、动力响应、计算理论等方面的研究上取得了显著成效,为建筑结构抗震设计水平的提高奠定了坚实基础。
4.4做好结构参数的选择与计算
要做好建筑结构的设计工作,尤其是抗震设计工作,需要对建筑结构的参数进行选择,如果参数的选择错误,会对建筑结构的抗震性能造成很大的影响,因此在设计之前,设计人员就应当对建筑结构的设计参数进行科学选择,不能够确定的参数通过实验进行确定。在模拟地震灾害所建立的模型当中进行计算与分析,甚至可以按照比例建造建筑物的模型,并在振动台上模拟地震作用进行试验,找到建筑结构抗震的薄弱点,进行计算与加强,从而保证建筑结构在地震中的受力合理与科学性。
结语
在历史中,出现过很多次地震,每一次的地震都对人身和财产造成了不可忽略的影响,做好建筑的抗震设计工作刻不容缓。想要做好抗震设计,需要从场地开始,考虑建筑的结构,体型,加强与薄弱点的留置等等,并考虑做好二次结构,只有将这些工作全部做好,才能够真正提高建筑物的抗震能力,保证城镇居民的人身与财产安全。
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论文作者:王志鹏
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/6/20
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