摘要:地震所具有的破坏性不仅对人类的安全造成极大的威胁,还会给人们的生产生活造成重大损失,抗震是建筑结构设计内容的重中之重,在结构设计中必须提升建筑物本身的整体抗震性能,为了尽可能的减少地震的危害,本文就建筑工程中抗震设计的必要性和设计原则做出论述,希望能为我国建筑事业的奠定基石,添砖加瓦。
关键词:建筑结构;抗震设计;设计原则
前言:近年来,随着我国发生的地震灾害不断增多,地震区划图所规定的烈度有很大的不确定性,抗震设计还处在摸索阶段,地震理论还有待完善,地震始终是对结构抗震设防的最好检验。而发展中国家的现阶段,地震给人们的生命财产安全带来了巨大的威胁。为此,我们应抓紧时间研究建筑抗震领域,争取尽快、尽最大努力来减少地震带来的危害。
1 建筑工程中抗震设计的必要性
在实际生活生产中,地震灾害是造成建筑物损伤最严重的自然灾害,还严重威胁着人们的生命财产安全。随着我国城乡一体化工作所取得的进展,导致诸多地区人口愈加密集。与此同时,在经济增长和人口城乡双向流动的推动下,一幢幢高楼大厦也应时而不断涌现。地震灾害一旦发生,所带来的各方面损失将是无法估量的,但由于目前科技还无法精确地判断出地震发生的时间、地点,以便提前做好撤离及必要的防护准备,人们开始对地震研究的重点一直集中在建筑物上。建筑工程中抗震设计的重要性首当其冲,在结构设计中加入抗震措施,会使建筑本身具有很好的稳定和安全性,在地震发生时具有较强的抵抗能力,使建筑内人们的生命财产安全得到保障。
2抗震设计的基本原则
2.1 对建筑结构进行整体的规划
建筑设计人员在进行建筑方案设计的过程中要综合考虑抗侧力的结构,进而保证建筑设计的均匀、对称和规整,在进行实际设计的过程中,设计人员应尽量以规则、对称的建筑体型为主,并在此基础上协调建筑结构的整体性,进一步的实现惯性力的聚集和传递,将地震过程中的破坏力分开,以此来保证建筑物在地震过程中的安全。
2.2 保证建筑物的结构刚度
在对建筑物进行设计的过程中,要考虑地震作用力的双向性,进而保证建筑物能够从各个方向对作用力进行抵抗,设计者还要将主轴方向上的刚度控制在合理的范围,另外,结构刚度方面的设计还要能够防止建筑物的过度变形,柔性结构对外力进行分担,进而避免地震作用力下的整体结构变形,导致人员伤亡和财务损失。
2.3 抗震防线的设置
建筑工程的结构体系包括很多的结构分体,这些结构分体进行协调合作,进而降低地震对建筑物的影响,有些地震在发生之后还伴随着很多次的余震,并且余震的级别不一,所以设计人员要设计多道抗震的防线,以此来保证建筑物尽量不受余震的影响,抗震的防线要通过有效的方式安置在结构在内外部,设计人员还要尽最大努力来处理结构刚和柔的关系,进而提高建筑物抵抗地震的能力。
3建筑结构设计中抗震设计措施
3.1 合理选取地理位置
建筑场地的选择对抗震结构设计来说十分重要,且场地选择是抗震设计的首要工作,设计人员应当建议建设单位从以下几个方面进行建筑场地的选择,以提高抗震设计效果:①建筑结构设计人员应当尽可能选择一些较为平坦、开阔的地点作为建筑用地,且应采取有效措施保证建筑场地的土层具有良好的力学性能,能够承受建筑荷载。②避免在地层复杂、软弱土场地或饱和粉砂粉土等特殊土场地进行建筑选址,由于上述地点土地的承载能力不能够达到相关设计标准,进而不能够很好地抵抗地震带来的危害,因此,不能将上述地点考虑在抗震结构设计中。③不能将建筑场地选在灾害易发地点,如泥石流、滑坡等土层不稳定地点,降低自然地质灾害对建筑物的影响,也是间接降低地震对建筑安全的危害。
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3.2对整体构造进行有效的优化
设计人员在对建筑物进行设计的过程中,首先要考虑结构体系对于地震双向作用力的抵抗效果,并且还要重视对不同的结构体系所采用的抗震设计内容对经济的间接影响和对安全带来的直接影响,综合建筑的使用性、安全性、经济性,设计人员要结合工程的实际情况,做好整个结构体系的优化工作。在对结构体系进行设计的过程中要保留一定的余度,以此来保证某部分结构在遭到破坏之后,其余的架构可以对作用力进行均衡,可以保证部分构件的破坏对建筑整体的稳定性影响最小,真正做到大震不倒。
3.3科学的设定结构体系
结构体系是抗震设计当中最为重要的一个影响因素,优秀的结构能够确保建筑整体具备较强的稳定性,在实际结构设计中注意以下几方面的问题:①具备合理的地震作用传递途径;②应避免因部分结构或者构件破坏导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力;③具备必要的抗震承载力,良好的变形能力和消耗地震能量的能力。④对可能出现薄弱部位,应采取提高抗震能力的相应措施。
3.4设置多道抗震防线
在地震灾害出现时,多一道抗震的防线,无异于给人们逃生提供了更多的时间。在抗震设计当中,多道防线应有若干个延性较好的分体系组成,并由延性较好的结构构件连接起来协同工作;建筑物采用多重抗侧力体系,第一道防线的抗侧移构件在强烈地震袭击下遭到破坏后,后备的第二道乃至第三道防线的抗侧力构件立即接替,抵挡住后续的地震动的冲击,可保证建筑物最低限度的安全,免于倒塌;利用赘余构件增多抗震防线,当建筑物受到强烈地震动主脉冲卓越周期的作用时,一方面利用结构中增设的赘余杆件的屈服和变形,来耗散输入的地震能量;另一方面利用赘余杆件的破坏和退出工作,使整个结构从一种稳定体系过渡到另一种稳定体系,实现结构周期的变化,以避开地震动卓越周期长时间持续作用所引起的共振效应。这种通过对结构动力特性的适当控制,来减轻建筑物的破坏程度,是对付高烈度地震的一种经济、有效的方法。
3.5结构抗震性能参数设定及计算模拟
在结构的抗震设计中,结构抗震模型的参数设定和选择的重要性是无与伦比的,由于建筑本身复杂多变性,加上所处地区的场地情况和设防烈度等因素,在结构模型计算中,模拟出平时使用和地震发生时的受力情况,除本身构件的布置,模型的计算参数便起着决定性的作用。
3.6优化建筑空间布局设计
建筑空间的合理安排,不仅和经济相紧连,同时也是一个建筑的灵魂。建筑方案初期研讨制定应有结构设计配合,在最大限度上,不影响建筑平面使用功能布置抗震构件。因此,设计人员可以从以下几方面入手:①考虑建筑空间结构抗震构件的均衡性。在地震灾害中,建筑受到地震水平和竖向的双向作用力,抗震构件的设置应使建筑整体具有一定的刚度和稳定性,承受和消耗地震的作用力。在遇到大震及罕遇地震超出设计烈度时,抗侧力构件能够逐个被击破,延长建筑的倒塌时间。为人们的生命财产安全争取更多的时间。②注重空间结构的规则性。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,通过计算机抗震设计计算的全面性,保证建筑的稳定性。③加强空间结构的整体性。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,设计人员应当将结构本身的承重构件和非承重构件有机的分清主弱,使其在地震灾害的冲击具有延性和一定的刚性,够以整体的方式对抗地震产生的作用力,这样能够避免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。
结束语
综上所述,抗震设计是建筑设计过程中非常重要的一部分,特别是在抵御地震灾害时,能够发挥出其良好的效果,在保证抗震设计具有合理性和科学性的基础上,能够为我国建筑行业的整体发展提供有效保障,由于每一个地区的情况不同,所以在抗震设计时,要结合实际情况,保证设计的针对性和合理性。
参考文献:
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[3]李想.建筑结构设计中抗震设计探讨[J].江西建材,2017(2).
论文作者:刘岚
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/9
标签:建筑论文; 结构论文; 建筑物论文; 构件论文; 结构设计论文; 作用力论文; 设计人员论文; 《建筑学研究前沿》2018年第17期论文;