建筑结构抗震设计理念与方法分析论文_朱冲冲,陈志强

建筑结构抗震设计理念与方法分析论文_朱冲冲,陈志强

山东省济南市 250000

摘要:在我国的历史上,发生过很多次大型地震,地震会造成房屋结构的破坏,危害人身安全,所以在建筑结构中重点考虑抗震设计是非常有必要的。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。设计人员在工作中针对不同结构形式的建筑应当制定不同的设计方案,使得抗震设计方案有实用性,能够在地震作用下保证居民的安全。

关键词:建筑;结构抗震;设计理念;方法分析

引言

本文围绕建筑结构抗震设计展开探讨,先简要介绍了建筑结构的抗震理论,然后阐述了建筑抗震设计中需要重点注意的事项,最后提出建筑结构中抗震设计的要点,以期增大建筑安全系数,保障居民生命安全。

1建筑抗震设计理念

根据地震等级的不同来保证建筑结构的质量,做到小震不坏、中震可修、大震不倒的基本原则。具体来说,在建筑结构抗震设计中主要可以分为以下三个阶段:第一设防烈度地震(低于本区地震等级的地震)。由于地震等级较低,建筑结构仍处在弹性变化阶段内,不会造成任何的损坏,也无需进行任何的修补。不过需要对建筑结构的承载力极限以及弹性变形限值事项有效验算。第二设防烈度地震。即与本区地震等级相同的地震。该阶段内,建筑结构自身已经存在一定程度的损坏,可以根据建筑结构的破坏情况选择修理或者不修理,不过不管采用哪种处理方式,都需要控制建筑的延展能力,以免脆性破坏问题的发生。第三设防裂度地震。发生高于本地区地震级别的地震,此时的建筑结构已经进入了塑性变形阶段,出现了较为严重的破损,需要对建筑进行合理修补,以免建筑出现倒塌现象,威胁人们的生命财产安全。

2建筑结构抗震设计存在的问题

2.1建筑高度问题

随着城市化的快速发展,高层建筑越来越多,钢筋混凝土的使用也随之增多,就目前对建筑高度和施工技术的规范来看可以满足建筑的抗震需求。实际工程建设中,开发商为了提高企业的经济利益高度会超过设计标准相关约定,建筑相关参数都会超过标准,对地震的抵抗能力大幅度下降,一旦发生地震灾害,建筑极易发生形变,地震级别高时建筑甚至会瞬间坍塌,即便地震过后建筑没有明显损坏,建筑本身的抗震能力也大大降低,不足以抵御再次出现的地震灾害。严格按照建筑规范的安全质变,材料性能,延性要求,荷载能力等完成建筑设计,根据施工标准完成建设,确保建筑的抗震能力。

2.2建筑选址问题

我国方圆辽阔,但是人口数量大,人均占地面积有限,适宜建造建筑的位置并不多,开发商在建筑选址时往往对地理位置的考虑并不周全。建筑应选在地质稳固、周边开阔的区域,地基坚实,位置平坦,尽量减小地震时建筑的沉降量。避免选址在河流、山坡附近,这种地质较软,抗震能力差,同时还要考虑泥石流等其他可能发生的自然灾害。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆建筑场地土质坚硬,覆盖层薄,在发生地震灾害时,对建筑损害较小,在选址时要充分考察土质情况和覆盖厚度,尽可能避免在板块衔接区域或地震活跃地带建造工程项目。

3建筑结构抗震设计方法分析

3.1在设计中做好建筑空间的结构布置

首先,在地震灾害发生的时候,建筑结构承担的力并不仅仅是一个水平的推力作用,建筑结构在空间中还会受到其他的力作用,比如空气冲击过程中各个方向针对建筑结构的作用力。所以在进行建筑结构设计的时候应当考虑到结构能够抵抗不同方向的力,保证建筑结构有足够的刚度、硬度与稳定性,能够抵抗地震产生的力。所以,建筑结构在空间的刚度和强度越高,就越有利于抵抗地震力。其次,设计结构的时候应当注意使体型尽可能简单,避免设计异形结构的房屋。因为对称的房屋结构是最有利于抵抗地震作用的,这也通过很多案例进行了证实。在地震设计规范中详细说明了何为异形结构,在地震中异形结构扭转的可能性远远大于简单的方形建筑,而且在设计中也要注意尽量避免在房屋的四个转角部分设置窗户,这样会降低房屋四角对地震的抵抗力,使房屋结构的扭转可能性大大提高。设计人员应当在保证建筑结构的体型尽量简单的条件下,对重要构件进行计算,保证构件的承载能力、抗震能力能够满足相关设计的要求。最后,是要保证房屋结构的整体性,这就是说设计人员要在设计中保证房屋承重构件、次要承重构件以及围护结构彼此连接成一个整体。目前我国抗震能力较强的结构如框架结构、剪力墙结构都是采用梁板柱一体现浇,用钢筋连接,这样房屋的整体性大大提高,传统的结构采用预制板等搭接,在地震作用下容易开裂破坏。当然地震设计还需要增加二次结构来保证构件的安全。地震作用下,承担作用的首先是混凝土结构柱,柱承受荷载首先开裂,这样会丧失承载能力,上部支撑的结构就会坍塌,所以在结构设计中还有混凝土轻型砌块等墙体进一步承担荷载,保证承重构件损坏后还能够保证结构的安全,从而能够有效地避免建筑结构由于单一的抵抗能力不足而造成的整个结构坍塌的现象出现。

3.2建筑结构抗震材料的选择

在对建筑结构进行设计中,主要的材料就是承重材料,相关的材料对建筑结构整体的抗震性也有着非常大的影响,要想保证建筑物的抗震性,就需要在选择相关材料时,要根据建筑物实际情况选择合适的材料。对于建筑结构的抗震性来说,选择建筑材料时,要选择延性良好的构件,并选择高强度的材料,而满足这一条件的材料就是钢结构,根据以往地震发生的实例来看,钢结构的抗震性能是比较好的,但是钢结构需要的成本比较高。钢筋混凝土结构整体性能比较好,造价也比钢结构低,能够发生较大的抗侧能力,具有一定的延性,但是这个结构也有一定的缺点,如果地震发生的时间比较长,就会使得构建的刚度随着裂缝的不断增加,将混凝土击碎。在施工方面来说,装配式的钢筋混凝土的结构比较容易施工,但是构件接头的强度比较低,所产生的次应力也比较低,使得整个结构的整体性比较低,因此,这就需要设计工作者能够根据当地的实际情况,选择科学的建筑材料。

3.3选择地理位置

地震之所以能造成较大的破坏性是由于其产生于地壳运动,板块之间碰撞挤压使地面产生振动或裂缝,从而破坏地表建筑物。因此,设计及施工时都需要选择建筑的地理位置,以恰当的地理位置来降低建筑受到破坏的可能性。选取地理位置时应考虑以下方面:(1)进行环境地质考察及动态监测,寻求地质环境稳定且地质坚硬的位置,提高地面承载能力,从源头上减轻地震的带来的危害;(2)选择地势平坦、周围广阔的场地作为建筑位置,既能够提高建筑物的稳定性,又能在地震发生时为室内人员提供更多的逃生机遇,对地震造成的破坏起到一定的防范作用。

结束语

当代建筑设计水平不断提升,建筑工程规模日益扩大,越来越多的高层建筑栉次鳞比地林立在城乡。对于建筑物来说,建筑结构起到了非常重要的支撑作用,其设计水平对于建筑物安全与寿命具有直接的影响。为了更好地提升建筑物性能,在建筑设计环节,必须要强化建筑结构抗震设计,从而提高建筑结构的安全性。

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论文作者:朱冲冲,陈志强

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年5期

论文发表时间:2019/7/8

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