建筑结构设计中的抗震设计探讨论文_孙国义

建筑结构设计中的抗震设计探讨论文_孙国义

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摘要:近年来,地震灾害频频发生,给人们的生命、财产、安全造成极大的威胁,并减缓了我国经济发展的速度。研究表明,我国处于地震多发地带上,且一些特大地震灾害给人们造成无可挽回的危害。因此,建筑结构抗震设计可以有效减少地震灾害对于建筑的破坏,最大限度地保障人们的生命安全。本文主要就建筑结构设计中的抗震设计进行了具体的分析,以供参考。

关键词:建筑结构设计;抗震设计;探讨

导言

为了保证工程建设的施工质量与建设的速度,最大程度的降低地震这种自然灾害对于建筑物的破坏,在建筑项目开发设计阶段,应重视抗震结构的设计并将其放在一个十分重要的位置上。从建筑结构人手,逐步探究抗震设计在建筑结构设计中的应用,有助于帮助我们更好的改进现有的抗震设计,对于提升建筑物自身的抗震性能,增强其使用性有着重大的现实意义。

1 建筑结构设计过程中抗震设计的内容以及目标

具体来讲,建筑结构设计过程中关于抗震设计的内容是指设计师在建筑结构的设计过程中通过吸取前辈建筑在地震灾难发生过程中建筑物倒塌的教训,吸取前辈建筑在建筑结构设计过程中关于抗震设计的具体经验,结合当前先进的建筑抗震理念和设计标准,根据建设单位的具体要求完成建筑结构的抗震设计工作,保证建筑结构能够有效的抵抗一定等级的地震灾害带给建筑结构的强烈应力作用,保证建筑结构的稳定性以及安全性。设计师在建筑结构抗震设计的过程中应该充分考虑地震灾害过程中地面运动带给建筑结构基础结构的剧烈影响,充分计算出相应地震等级带给建筑结构的主要作用力以完成建筑结构的抗震参数设计工作,使建筑结构的设计外形、结构样式、构件质量等等能够有效的提升建筑工程的安全性和稳定性,使建筑工程在地震灾害的作用下仍然能够拥有正常使用的功能,或者保证建筑工程在地震灾害的作用下只会受到轻等程度的结构损坏,不会对建筑内部的空间结构稳定性造成影响。

2建筑结构设计中抗震设计过程中所需要注意的问题

当前,很多的设计人员进行建筑结构的抗震设计时,依然没有对其重要性产生一种清晰的认识,导致了建筑结构设计中存在一定的安全隐患。为此,下面将对抗震设计过程中所需要注意的问题进行分析,其中主要包含抗震场地的选取、建筑结构体系的选择与建筑物的平面布置等方面。

2.1建筑抗震场地的选取

建筑结构的抗震设计过程中,首先应考虑的问题便是建筑抗震场地的选取,有利的建筑抗震场地将很大程度上提升建筑的抗震等级与抗震能力。地震灾害发生过程中,会导致地标产生位置的错动,使得建筑结构遭受巨大的水平荷载作用,若建筑抗震的场地选取不当,极有可能会导致建筑结构产生坍塌性的破坏。为此进行建筑抗震场地的选取时,应尽可能的避免一些软弱土层与砂土层地段。若在难以避免的情况下,应对软弱地基进行适当的处理,通过加固地基的方式来实现建筑抗震等级的提升。

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2.2建筑结构体系的优选

建筑结构的抗震设计为提升建筑结构抗震能力的根本前提,对建筑结构的抗震能力有着非常重要的影响。然而进行结构的抗震设计时,其结构体系的选择又会直接影响到其结构的抗震设计,为此进行建筑结构体系选择时,应注意以下几个方面的问题。

第一,建筑结构设计过程中,始终应保持一种建筑物整体思考的方式,即个别结构体系不影响建筑物整体的抗震性能。使得建筑物在地震作用下,即使出现了个别部分的损坏,但是对建筑物的整体稳定性影响不大。

第二,建筑结构的抗震设计时,应首先明确地震荷载作用的传递路径。地震作用主要为水平荷载作用,进行建筑结构设计时,应保证建筑的水平方向荷载保持均匀。对于转体结构而言,设计过程中应保证相应的荷载再转换层中经过一到两次的转换。

第三,建筑结构抗震设计时,应保证每个建筑结构部件的强度与刚度在相应的标准范围之内。建筑结构抗震设计的重点在于建筑物的荷载被构件得意均匀分配,尽可能避免出现应力集中区域与应力分布不足区域。

2.3 强调建筑物的平面布置规则性

在实际的建筑结构抗震设计中,除上述两个需特别注重的问题,建筑物的平面布置要遵循规则性原则,这也是抗震设计工作中非常重要的要素之一。在设计过程中尽量保证方案的规则性,可以有效的提高整体工作效率,达到预定的设计效果。建筑行业结构设计的相关实践表明,不规则的建筑结构设计要另行采取更为复杂的对策,比如模型计算要用到空间结构相关理论知识等。

3建筑结构的主要隔震措施

在设计建筑物的抗震方案时,为了提高建筑物的抗震能力,我们通常会采用对建筑物的地基进行特殊处理、对建筑结构的上部进行防震设计等方式来提高建筑物的抗震能力。其中,最重要的一个环节就是在建筑物的底部的关键部位采取隔震措施的方式。现阶段,根据隔震层的部位不同,常见的隔震设计有以下几种。

3.1在建筑物地基处采用特殊材料进行隔震

建筑物的基础隔震指的是,通过采用特殊方式对建筑物的地基进行处理,削弱地震灾害发生时的地震波动,从而减少地震对建筑物造成的损害。在传统的建筑工艺中,设计人员一般采用在地基处直接设置粘土或砂子,或者交替铺上粘土和砂子的方式来设置垫层。在中国建筑历史上,还曾出现过以糯米为原材料来处理建筑物地基垫层,从而减少地震波动对建筑物产生的影响。而近几年来,随着科技的不断进步,有关部门在处理建筑地基方面的施工工艺有了突破性的进展,并研制出了一种以沥青为原料的特殊防震材料,而以此材料铺置的隔震层有着更好的防震效果。

3.2在建筑结构的基础部位设置隔震装置减震

这种隔震方式主要是指通过将特殊隔震装置设置在建筑结构的基础部位和建筑物的上层之间,从而有效地减少向上传递的波动能量。而在最好的设置情况下,这种方法最多可以减少地震对建筑物所产生的2/3的能量。然而,在高层建筑物中使用这种隔震方式时,由于这种装置会延长建筑结构自身的自振周期,从而减少了这种隔震方式的隔震效果,从而不太适用于高层建筑物的隔震。因此,在一般情况下,设计人员会采用粘弹性隔震或摩擦滑移隔震等方式,向高层建筑中安装橡胶垫或混合隔震装置等装置来提高高层建筑的隔震效果。

3.3建筑结构的悬挂隔震措施

悬挂隔震指的是将建筑物的部分结构悬挂起来,使地震来临时,地震所产生的能量不能传递给悬挂建筑结构,从而降低地震对建筑结构所产生的损害。在一般情况下,悬挂隔震方式常用于大型的钢结构,而大型钢结构常使用钢结构悬挂体系来进行隔震。大型钢结构常分为主框架和子框架,在钢结构的悬挂体系中,通常使用吊杆或索链将子框架悬挂于主框架的上方。如此一来,当地发生地震时,主框架虽然会因为地震动摇,但由于子框架和主框架之间是靠吊杆或锁链连接的,因此,地震产生的能量在传递到子框架时会被削弱,从而不至于破坏子框架的结构。

结语

总之,地震灾害对人们的生命财产安全具有非常大的威胁,建筑结构抗震性能的设计是一项具有重要现实意义的问题,对建筑抗震能力设计要十分慎重。在进行具体的抗震设计时,设计人员要积极寻求多元化的建筑抗震方法,通过创新性视角降低地震对建筑物的破坏程度,通过采取相应的对策增强建筑结构的整体抗震性能,最大限度的提高建筑物对地震的抵御能力,保障人们的生命和财产安全,不断促进我国建筑行业向前发展。

参考文献

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[5]朱桂明.刍议建筑结构设计中的抗震设计分析[J].江西建材,2015,04:23.

论文作者:孙国义

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第6期

论文发表时间:2018/7/17

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