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情癜大圣:浅析建筑结构设计中的抗震设计

时间:2019-09-08 07:39 来源:上品济南装修网 阅读:

摘    要: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抗震的相关概念,然后分析了建筑抗震设计中存在的问题,最后讨论了建筑结构中抗震设计的要点,以期增大建构筑物的安全系数,保障人身财产安全。

关键词:抗震设计;建筑结构设计;建筑场地

1  引言

地震灾害具有突发性和极强的破坏性,带来的损害不可估量,因此人们越来越重视建筑的抗震能力。建筑结构的抗震设计是一项极为复杂的设计过程,除了考虑建筑功能外,对建筑的荷载、内力、形变等因素也要进行深度考量。实际上,目前建筑抗震性能的设计并不十分理想,还需要相关工作人员进一步研究,在施工过程中充分发掘有效的抗震措施,理论与实践有效结合,最大限度地提高建筑抗震能力,为人们生命财产提供安全保障。

2  建筑结构设计中抗震设计的相关概述分析

地震是地壳快速释放能量过程中造成的震动,其爆发快,破何能力强。何为抗震设计呢,抗震设计就是根据以往的地震作用,收集房屋破坏的数据进行经验分析,然后再结合当前现行的设计规范,结合先进的理念与标准,对在建的房屋进行抗震计算,并增加抗震构造措施,以保证建筑物在地震来临时的安全性与稳定性,设计人员在设计时应当根据建设单位的具体要求,在规范要求下进行设计,保证建筑结构在使用过程中能够抵御地震带来的强烈作用,保证建筑结构的安全与稳定。在设计中,首先设计人员应当考虑地震中地面运动对地基基础带来的强烈影响,计算当地抗震级别下地震对于结构的作用力,并设置相应的设计参数,如果规范中没有相应的参数,则应当通过地勘报告及相关资料对参数进行确定。以此来对结构的构件进行构造设计、配筋设计等等,保证在地震灾害下建筑物还有一定的正常使用功能,或者保证建筑内部空间结构的安全。

3  建筑结构抗震设计中存在的问题

目前在我国的建筑结构抗震设计中存在很多问题,最主要的有以下几点。

3.1  设计人员的抗震设计概念不明确

抗震设计的理念是为了能够更好地抵御地震灾害,提高抗震能力,防止出现人身与财产的损失,但是在过去的几年中,甚至在当下,还有很多设计人员的理念停留在使用大量的钢筋来抵御地震这样的理念上。实践证明,建筑结构的钢筋用量并不是越多越好,钢筋多了反而会使材料的延性降低,反而降低结构的抗震能力,所以,越来越多的设计人员发现,单纯通过计算来进行抗震设计是不全面的。在设计中不仅仅要设计出需要加强的位置,也就是地震不损坏的位置,同样还要设计出薄弱的位置,就是必须损坏的位置来保证建筑结构的安全。因为薄弱构件的损坏会消耗大量的地震能量,最大限度拖延地震破坏的进度,因此,树立正确的设计理念是抗震设计的真正指导思想。

3.2  抗震设计在结构设计中不够重视

当前之所以建筑结构在地震中被大量破坏,究其原因,也是因为抗震设计在结构设计中的作用不够明显,设计人员不够重视所致,这些问题尤其是在建筑物的加层或者在改建中经常出现,这些小问题,小隐患在遇到地震之后就会被放大,成为威胁生命与财产安全的重大问题,所以设计人员应当结合施工的实际环境,对抗震等级与建筑物的构造进行合理的选择。

4  做好建筑结构抗震设计

4.1  选择适宜的场地

选择合适的场地是设计人员进行抗震设计的第一步,也是最重要的一步,因为良好的场地便于抵抗地震力,相对平坦开阔的空间能够提升建筑物的抗震能力。均匀的土质能够传递相同波速的地震波,防止在同样的部位产生不同的力,密度和承载能力较好的土质能够很好地分担建筑结构传递下来的重力荷载,还能提高建筑物与地基的整体性。在选择建筑场地的时候应当尽量避开液化土、湿陷性黄土、采空区以及河岸边缘等地段,避免土体中密度不平均、硬度和凝结度不同对建筑结构设计造成影响,对于一些容易发生地质灾害例如滑坡、泥石流等地段也应当合理规避,还要避开地震断裂带,以免降低建筑结构对于地震的抵抗性。

4.2  在设计中做好建筑空间的结构布置

合理布置建筑物的空间结构指的是做好建筑物的体型设计以及空间结构的设计,同时要兼顾建筑结构的立体设计,其中包括地基基础的埋深。因为整个建筑结构可以看做是一根锚固在地基当中的长棍,地震作用下主要考虑重心的偏心是否会导致整个建筑物倾倒,这就是地震的水平力所产生的力矩与锚固作用产生的反力矩之间大小的比较,如果重心产生的力矩较大,则建筑物就会倾倒,如果较小则相对稳定。做好建筑空间的设计与布置对于提高建筑结构的抗震能力有着不言而喻的作用,在布置空间结构的时候也需要注意一些问题。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,比如地震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。设计人员应当在保證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建筑的安全,如框架结构和砌体结构中的构造柱,圈梁,墙体拉筋等等措施,都能有效的减少地震作用下的墙体开裂、倒塌,增强结构的整体性,增大整个结构的安全系数。因此设计人员必须熟悉抗震设计规范中基本的抗震构造措施,对于不同的抗震设防烈度,采用不同的抗震构造措施,以保证大震不倒中震可修小震不坏的设计理念。

4.3  做好结构参数的选择与计算

要做好建筑结构的设计工作,尤其是抗震设计工作,需要对建筑结构的参数进行选择,如果参数的选择错误,会对建筑结构的抗震性能造成很大的影响,因此在设计之前,设计人员就应当对建筑结构的设计参数进行科学选择,不能够确定的参数通过鉴定勘测机构对现场进行确定。在模拟地震灾害所建立的模型当中进行计算与分析,甚至可以按照比例建造建筑物的模型,并在振动台上模拟地震作用进行试验,找到建筑结构抗震的薄弱点,进行计算与加强,从而保证建筑结构在地震中的受力合理与科学性。

5  结束语

综上所述,地震灾害是近年来我国出现较多的自然灾害,其破坏能力极强,严重威胁人们的生命财产安全,提高建筑的抗震能力受到各界的高度关注。目前,有效的抗震设计还有待进一步探究,最大限度地提高建筑抗震能力,能够尽可能地减少地震灾害带来的损害。

参考文献:

[1] 孟茹.探析土木工程结构设计中的抗震设计[J].居舍,2018(24):134.

[2] 罗天娣.建筑结构基于性能抗震设计的几个问题[J].中国标准化,2018(14):69~70.

(责任编辑:上品济南装修网)

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