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摘要:建筑结构抗震设计在工程结构设计中极为重要,其主要关系到了广大人民群众的生命财产安全,尤其是建筑物在地震中保护人员的生命安全十分重要,为此国家也有《建筑抗震设计规范》对建筑物的抗震设防有着基本的设防要求:大震不倒、中震可修、小震不坏。因地震作用的不确定性以及结构计算模式与实际情况存在一些差异,建筑结构设计除了进行地震作用的设计计算外,还应从结构抗震设计的基本原则出发,从结构的整体布置到关键部位的细节,把握主要的抗震概念进行设计,使计算分析结果更能反映实际情况。本文将浅析建筑结构抗震设计的若干方面的建议。
关键词:建筑工程结构设计;抗震设计
马斯洛的需求理论表明,人的最基本的需求就是安全需求,当然建筑的基本需求也是如此。建筑工程最开始是为了更好的给人类的发展提供服务,所以需要满足人们的最基本的需求。要想更好的满足人们的安全需求,就需要选择合适的地基以及科学的建筑设计形式,当然也需要确保工程的质量进而更好的完成建筑的抗震设计工作,从而确保使用者的人力物力安全。
1建筑结构设计时抗震设计的含义
在进行建筑结构设计的时候,所谓的抗震设计就是对于工程设计工作进行详细的分析,考虑地震带来的损失,通过对于这个地区的地震发生的频率和最高等级设计建筑的结构的分析,可以明确抗压能力的重要性。建筑结构的抗震设计的基本理念就是以现阶段比较成熟的建筑结构抗震理论以及设计标准为主。建筑设计人员在开展设计工作的时候,需要明确这个地区的地质情况,通过有效的分析可以得出建筑在极端情况下的基本使用程度,进而增加建筑的使用时间。
2建筑结构设计中抗震设计的具体过程
2.1建筑结构平立面体型的确定
影响建筑物抗震效果的还有一个因素就是对建筑结构进行平立面布置。对建筑结构进行合理的布置,能够提高建筑自身的抗震性能,从而保障了建筑物的稳定性。在设计建筑结构时,要想建筑物能够更好地防震,必须按照建筑抗震规范要求对建筑的结构进行合理的平立面布置。要想实现合理的建筑结构的平立面布置,就要求在建筑结构体型设计的过程中,以保证使用功能为前提,选择建筑物平面规则、对称布置,从而有效保证该建筑的刚度在同一楼层间的平面变化一致,再有还要考虑建筑物在竖向空间的凹凸少,让建筑在竖向刚度变化上保持稳定,避免出现抗震时不同楼层之间刚度不稳的现象。对于结构复杂的建筑物在设计中,必须注意抗震缝的设计,抗震缝两侧的结构必须完全分开,中间的距离要以保证在地震作用时两侧结构不会碰撞为标准。一般抗震缝在结构变形的部位进行设置。抗震缝如果没有设置好的话,那么地震发生时建筑物面对地震不能很好地抗震,因此抗震缝也会变成薄弱环节。
2.2因地制宜,选择恰当的建筑场地
一个恰当的建筑场地对于建筑结构的抗震设计工作来说是特别重要的,一个合适的建筑场地也可以减少有关的建筑工程的施工作业量。最开始,选择场地的时候需要选择较为平坦的土地,平坦的场地可以降低地震灾害所造成的损失,当然也方便进行施工作业。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆接着就是建筑的建筑地基需要避开软土地质,不能让软土作为建筑基础,不要使建筑场地处于地震断裂带中,地震断裂带比较容易发生地震灾害。通过对于所产生问题的处理可以减少对于资源的浪费,进而也避免了在建筑过程中出现坍塌的情况,所以需要在开展抗震设计工作的时候需要充分考虑地质的情况。
2.3在建筑工程的地基中使用特殊的防震材料
在建筑工程结构当中使用隔震材料主要针对其地基进行的,这主要是为了降低地震对建筑物的伤害。建筑地基在传统的抗震处理当中通常是在其底部进行黏土以及砂子的铺设,这种方式虽有一定的抗震效果,但是却未有效的提高结构的抗震性能。当前,在进行建筑工程结构地基抗震处理当中,传统的砂子和黏土已经被现代沥青所替代,这就有效的提高了地基的抗震性能,从而降低了地震灾害对结构的影响。
2.4设计结构模型
初步设计一个基础的建筑结构模型是应用结构优化设计方案的首要步骤,第一阶段需要选择合理的变量以及一些常用数据、指标,例如:建筑结构设计目标参数、损失参数、结构的可靠性参数以及价格参数等,这些参数可以作为结构优化设计的变量指标,与此同时,亦是结构设计中需要重点考虑的内容。设计者所选的衡量参考指标应该属于考虑因素少并变化幅度小的指标,这样才会将结构设计、优化的难度降低,后期的工作难度也随之得到降低,这样,便于设计人员更好地设计出最佳优化方案。进入第二阶段后,需要对相关设计函数进行确定,需在大量函数与指标中选择与建筑横截面积、钢筋尺寸等数据最为相近的函数指标,然后分析这些指标的性质,以便降低建筑成本。进入第三阶段后,设计人员需要衡量建筑的结构设计条件,分析的结构刚性、整体构架及其稳定性、结构尺寸、结构变形限制、受力限制、结构可塑性、规格指标等。通过分析结果衡量建筑的实际情况,达到不断优化设计的效果,促进建筑的抗震能力。
2.5按抗震等级对建筑工程结构进行划分
地震根据等级不同,产生的破坏力也不同。因此,在建筑工程抗震结构的设计过程中,要分别对梁结构与强结构进行处理,并根据当地地震历史情况分析,使其满足该地区最高等级地震的抗震能力,从而确保建筑物整体结构的适用性与稳定性。与此同时,在设计的过程中,要充分的考虑到钢筋混凝土在地震时的承载力与延展性。建筑物延展性的提升,有助于建筑物中各构件强度与刚度方面的提升,使建筑物抵抗地震作用力的效果增强。如此看来,在建筑工程的结构设计中,要有效的提高同层之间柱的抗震能力,务必要确保其梁端与柱端的塑胶行,使建筑物的整体抗震性能得到有效的提升。
2.6设置多道抗震防线
设置多道抗震防线能让一个结构的抗震体系有一定安全冗余度,如框架—抗震墙体系是由延性框架和抗震墙两个系统组成。从概念设计角度出发,应优先选择重力荷载较小的竖向支撑或填充墙,或者选用轴压比较小的抗震墙、筒体此类的大刚度、抗水平地震力强的构件作为第一道抗震防线的抗侧力构件。不宜采用轴压比大的框架柱兼作第一道防线的抗侧力构件,以免框架柱受到地震力破坏后失去竖向承载力,产生倒塌。例如,在框架—抗震墙结构体系中,设计时不但要考虑小震和中震情况下结构基本完好,还要考虑在大震情况下,当连梁失去作用,按单片墙肢计算,结构仍有承载能力而不倒,还有要求计算时框架柱承担的剪力不小于总剪力的20%,这样即使抗震墙破坏后框架柱仍具有一定的承载能力,可以保证结构“大震不倒”。不同的地区有不同的地质特点,地震发生的等级与建筑类型各有不同,把握好抗震防线数量,合理利用结构构件抗震,有利于建筑结构抗震性达标。
3结语
综上所述,建筑工程中的抗震设计对于提高建筑结构稳定性、安全性具有重要的作用,对于促进建筑行业的良性发展具有深刻的影响,因此抗震设计的合理性十分关键。但是我国幅员辽阔,各地的地质情况、环境因素都各有不同,故而并没有形成统一的抗震设计的标准以及理论,这就需要相关学者在这一方面做出更多的研究。
参考文献
[1]王毅.探究建筑工程结构设计中的抗震设计[J].建筑工程技术与设计,2015.
[2]赵监政.浅析建筑工程结构设计中的抗震设计[J].建筑工程技术与设计,2015.
[3]赵宏伟.建筑结构设计体系选型及抗震设计探讨[J].山西科技,2012.
论文作者:安治林
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第20期
论文发表时间:2017/12/28
标签:建筑论文; 结构论文; 建筑结构论文; 建筑物论文; 结构设计论文; 建筑工程论文; 地基论文; 《建筑学研究前沿》2017年第20期论文;