摘要:建筑结构的抗震设计与其整体质量息息相关,尽管对地震无法给予有效控制,但可采取应对措施,实现建筑结构抗震性的提升,进而最大限度的减少其对建筑所造成的损害。所以,在未来的应用实践中,相关设计人员在设计建筑结构时,需将抗震性要素考虑在内,优化整体结构布局及设计,最终促进建筑在整体质量方面的提升。针对当前形势,本文对建筑结构抗震设计进行了探讨。
关键词:建筑结构;抗震设计;原则;策略
地震灾害的发生,对国家经济的发展是非常不利,如何让将危害降到最小,是值得考虑的问题。所以,建筑结构的抗震设计应该受到业内人士的高度关注。地震灾害没有预期性,只能从防范的角度出发,做好提前预防的准备工作。因此,提高我国建筑结构的稳固性和安全性是目前建筑事业发展的一个重要问题。
1建筑结构抗震设计基本原则
1.1保证建筑结构构件具备必要的功能
建筑结构抗震设计过程当中,要确保建筑结构构件具备良好的承载性能、刚性、延性以及稳定性。建筑结构构件要按照‘强剪弱弯、墙底层柱、强节点弱’的构件设计基本原则,构件设计的过程当中,针对有可能造成构件薄弱的位置,采取相应的促使结构抗震性能提升的有效方法。一般情况下,主要耗能构件是不以承受竖向的承载为主的。
1.2尽可能多的进行抗震防线的设置
一个良好的抗震结构系统,通常是由几个具备良好延性的分体系共同构成的,同时良好的延性结构构件可起到各构件之间良好的连接作用。譬如:框剪结构是由延性框架与剪力墙两个分体共同构成。通常情况下,当地震发生之后会在接下来的一段时间会有多次余震的发生,若在建筑结构设计中只有一道防线,那建筑结构必将在第一地震之后有接下来出现的几次余震遭受巨大的影响,久而久之,甚至还会有建筑倒塌的事情发生。建筑抗震结构系统要尽最大限度上满足建筑的冗余度要求,建筑结构设计的过程当中要做到有意识的创建屈服区分布系统,这样可达到最大限度上吸取及消耗地震能量的作用,进而可促使建筑抗震能力得到大幅度的提升。
1.3科学处理建筑结构构件强弱关系
建筑结构设计的时候一定要做到正确科学处理建筑结构构件之间的强弱关系,同一楼层当中,使得主要耗能构件屈服后,其他的抗震侧构件依然处在弹性的阶段当中,以此可促使有效屈服保持比较长的时间,以便于确保建筑结构抗震性能与延性。建筑结构抗震设计的时候一定要科学处理建筑结构构件强弱之间的关系,针对不科学的结构构件设计要做出相关的改正。
2建筑结构抗震设计方面的策略
2.1 建筑场地的选择
在进行建筑的设计之前首先应当确定的便是建筑的场地,选择合适的建筑场地是做好建筑抗震设计的首要工作,建筑结构设计人员应该尽可能的选择开阔、平坦的地段作为建筑工程的建设场所,同时保障建筑工程现场范围内土地具有足够的硬性和密度,保证其硬度和密度能够满足建筑结构的荷载承重要求。在进行建筑场地选择时应该尽可能的避免河岸边缘、采空区、山岳、软土等地段,主要是因为上述场地土体的凝结度、坚硬度以及密实度等,不能够很好的抵抗地震灾害过程中对土地造成的影响,出现土地承载力不足的问题。同时,还应该尽可能的避免将建筑场地选择在容易发生山体滑坡、泥石流以及地陷等危险地段,这样能够有效的降低地震灾害给建筑结构造成的危害,显著提高建筑结构的抗震性能。
2.2 建筑结构平立面体型的确定
建筑结构平立面布置也是影响建筑物抗震效能的一大重要因素。合理的建筑结构布置,不仅可以保证建筑物的稳定,还可以提高建筑物自身的抗震能力。在抗震设计中,如果该建筑的结构平立面布置合理,并且该建筑结构的布置符合建筑抗震规范要求,那么此建筑物势必会具备优秀的抗震能力。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆所谓的建筑结构平立面布置合理指的就是在设计建筑结构体型过程中,在保证使用功能的前提下,尽量选择建筑物平面规则、对称布置,这样才能保证该建筑同一楼层间平面刚度变化一致,其次尽量考虑建筑物竖向凹凸少,使得建筑竖向刚度变化上保持稳定,避免不同楼层之间抗震时刚度不稳的现象,这样合理的平立面布置对建筑抗震有利。在建筑结构抗震设计中,对于结构复杂的建筑物而言,良好的抗震缝的设计也非常重要,抗震缝两侧结构完全分开,中间间隙距离保证在地震作用下两侧结构不发生碰撞。抗震缝一般设置在结构变形的敏感部位。若抗震缝设置不当在地震发生时就会变成薄弱环节,不利该建筑物的抗震。
2.3建筑材料
国内钢铁业的发展较快,其规模、形式的发展随着建筑行业的进步而不断升级。在建筑体的结构设计中,从抗震角度出发进行钢结构、混凝土结构的处理控制,一般降低截面尺寸,提升结构抵抗能力。高层建筑的处理中,需要进行抗震材料的处理操作,加强对材料种类、型号、参数等进行全面综合分析,继而提高其抗震性。抗震材料的选取中不可单方从承载能力进行分析,还需综合其他应力、强度等物性参数进行处理,提高结构的延性要求。
2.4选择合理建筑结构体系
(1)合理的建筑结构体系应当避免,因部分结构或构件的破坏,而导致整个建筑结构丧失抗震能力。建筑结构抗震设计的一个重要原则是结构应当具有必要的冗余度、良好的变形能力和内力重分配的功能。地震中,即使一部分构件退出工作,其余部分构件仍能承担起竖向荷载,避免整体建筑结构失稳。
(2)建筑结构体系应当具有清晰明确的计算简图和恰当合理的地震作用传递路径。在这一过程中,在进行竖向建筑构件的布置时,应尽量使竖向建筑构件在垂直重力荷载作用下的应力水平接近均匀;楼屋盖梁体系的布置,应尽量使垂直重力荷载以最短的路径传递到竖向构件墙、柱上去;转换结构体系的布置,应尽量做到使上部结构竖向构件传递来的垂直重力荷载,通过转换层一次至多二次转换。
(3)建筑的结构和体系都要有合理适度的刚度和强度,还应该合理而均匀的分布,在抗震的过程中,为了避免因为建筑局部的削弱和变形,对建筑物产生过大的影响。在建筑的结构设计中要保障薄弱部位,尽可能的对薄弱部位进行加强设计,还要采取一定的措施使得薄弱部位的抗震能力得到一定程度的提高。
(4)概念设计在结构构件上的应用
抗震的实现还要有构件的支持,因此在抗震结构设计中各构件都应当具备合理的强度和刚度,并且形成可靠性连接。建筑结构是一个多次超静定结构,抗震结构应设置多道抗震防线,在地震作用下允许部分构件先屈服或破坏,剩余的结构依然能形成独立的结构,可以承受竖向荷载和地震力,这是结构抗震耗能的一种措施。合理预见并控制结构先屈服或破坏的部位,适当处理构件强弱关系,使结构形成多道抗震防线,是结构概念设计的重要内容。概念设计中应避免非结构构件的设置不合理,从而影响到整个结构的受力情况,导致抗震效果的下降。所以在设计中可以采用如下方法:做好局部构造的设计,防止非结构构件直接进入到抗震体系;防止非结构构件在地震的作用下出现平面性的损毁;避免非结构性构件的连续损毁。
2.5 对地震力的吸收和传递进行合理设计
在对建筑物进行抗震设计时,必须着重重视建筑物对地震力的吸收和传递作用,这样才能有效分解地震所带来的破坏力。所以,在设计过程中,应将建筑物的墙柱梁板控制在同一个平面当中,这样能够保证建筑物自身形成一个具有双向抗震的结构模式,一旦发生地震时,建筑物的各个组成部分会将这个破坏力进行传递,并逐渐吸收,最大程度上确保建筑的稳定性和安全性,有效提高建筑物的抗震能力。
综上所述,建筑物的抗震性能是其质量的可靠保证,应当受到设计师以及相关人员的关注和重视。基本抗震性能需要贯穿于建筑设计的全过程,需要从方法和材质,以及结构等多方面进行优化,从而保证建筑物能够在地震灾害中减少可能发生的损伤,保护人们的生命财产。
参考文献:
[1] 王鸿飞. 浅析抗震概念设计在建筑结构设计中的应用[J]. 建材与装饰. 2016(44)
[2] 何传流. 现代建筑结构抗震设计的相关方法研究[J]. 江西建材. 2017(05)
[3] 庞舒展. 探究建筑结构设计中的常见问题及对应措施[J]. 建材与装饰. 2017(09)
[4] 万志华. 从建筑结构设计谈混凝土结构的裂缝问题[J]. 科技创新与应用. 2017(14)
论文作者:于宗强
论文发表刊物:《基层建设》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/17
标签:建筑结构论文; 构件论文; 结构论文; 建筑论文; 建筑物论文; 延性论文; 结构设计论文; 《基层建设》2017年第17期论文;