建筑结构抗震设计关键问题及对策研究

发表时间:2020/4/3   来源:《城镇建设》2020年3期   作者:刘艳明
[导读] 前,伴随着我国城市建设的不断扩张,
        摘要:目前,伴随着我国城市建设的不断扩张,建筑工程规模和数量得到了进一步的发展,人们十分重视建筑工程质量和安全问题,其中建筑结构的抗震设计作为建筑工程安全的基础保证之一,必须要做好抗震设计,才能够保证人身安全和财产安全。
        关键词:建筑结构;抗震设计;关键问题;对策
        引言
        地震是一种严重影响和损坏人类生存环境的自然灾害,由于我国对于地震预测的能力还不够强,不仅无法及时反馈地震的相关信息,同时也很难采取有效措施来降低地震带来的危害。因此,这就需要相关人员在建筑结构设计阶段,尽可能地提高整个建筑工程的抗震性能,以满足所在地区抗震要求。在建筑工程建设期间,相关企业和工程师要将建筑结构抗震设计作为研究重点,对其中的关键点进行深入探索,从而有效提高建筑结构整体的稳定性以及抗震性。
        1内涵概述及抗震设计原则
        1.1内涵
        一般,建筑结构抗震设计主要就是通过研究地震对建筑结构的破坏,结合长期实践积累经验,总结获得的一种有效设计思想与方法。根据地震理论,地震是一种随机性强的振动,其复杂、随机与不确定性等特点突出。从目前来看,还没有一种有效的方式能够想准确的预测建筑物可能存在的地震特性与参数。所以,在建筑结构抗震设计工作中,还不能对建筑结构空间、性质、材料及外界变化等各种因素进行综合考虑,具有一定的不确定性。建筑结构抗震设计不能依赖于计算结果,而是要以实际地震中工程震害的破坏部位和破坏发生原理,结合地震动理论,在此基础上总结与之相关的建筑抗震设计方法,以此作为建筑抗震设计的突破点,从根本上提升建筑结构的整体抗震性能。
        1.2建筑抗震设计原则
        (1)、在建筑结构抗震设计中,要坚持“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱(墙)”的理念。(2)、切忌将竖向荷载构件视为主要耗能构件。(3)、在建筑整体抗震设计中,要尽可能设置多个防线,以免建筑结构承受住第一次地震破坏后,余震抵抗能力不足。
        2建筑结构抗震设计的关键问题
        2.1平面设计抗震性问题
        对于建筑物进行结构设计的过程中,要强调平面布置对于建筑物抗震性产生的影响。一旦发生地震,就会形成横向扭转力与纵向扭转力,特别是建筑物形状不规则的情况下,会使得此部分力不断累积,瞬时破坏建筑物的性能。在这种情况下,落实建筑设计工作的时候,应尽可能选择规则建筑物,进而规避外伸与内收效应过大的问题。与此同时,沿着高度方向与层间刚度、强度受力会更加均匀,特别是建筑物布置呈对称状态的情况下,结构设计能够使建筑所承受的冲击影响得以分散。若在实践中,无法选择使用对称形状建筑物,则应有效核算空间结构,设计楼板不连续亦或是不规则建筑物结构方面,要综合衡量楼层实际刚度与强度,并适当地调整选用的模型,确保能够与建筑结构抗震设计的要求相适应。
        2.2建筑地理位置选择问题
        开展建筑结构抗震设计时,一定要全面思考具体的状况,特别是建筑物地理位置的选择以及地基勘察。其中,勘察工作是为了确保地基基础抗震性能与设计要求吻合,只有这样,才能够在设计的过程中,将地基基础状况作为参考依据,科学选用结构设计模型,合理计算钢筋混凝土配筋。此外,要科学选择相对应地理位置,尽量不选择抗震性能不理想的区域,特别是安全性能偏低的环境,坚决不允许建造建筑物。在地理位置选择的基础上,地势因素同样也会对建筑物安全性能以及抗震结构设计带来直接的影响,因而要避免在山体滑坡几率较大的地形条件下建设建筑物,同时不选择河谷滩地。

如果区域的土质软或者是湿地,一定要事先采取安全修复与加固的措施,并在结构设计方面,综合考虑建筑物抗震的等级与地基实际状况,科学合理地加固山体,优化设计地面结构与地基,确保建筑物地理位置选择与抗震要求吻合。
        3全面优化建筑结构抗震设计的有效路径
        3.1科学布局
        在进行设计的时候,要确保结构构件布置的科学。这样,才能使墙、柱和梁在同一个水平防线,而且竖向的轴线能够很好的重合,使偏心距缩小,就能够形成双向抗侧力的结构。一般来说,抗震结构的合理性,就是要保证每个部分的合理,这样综合起来,才能使设计的结构趋于平衡,更加合理化。另外,在抗震结构体系中,要使内部和外部的赘余度共同具备,一旦地震发生,就对建筑物内部结构构件延性进行破坏,就使得建筑结构安全系数提高,延长了破坏时间,对抗震水平的提升具有关键作用。
        3.2建筑场地的严谨选择
        在进行建筑结构的抗震设计过程中,必须要对建筑场地进行合理的选择,保障场地具有一定的抵御能力,可以降低地震破坏性。例如,可以在开阔平坦的坚硬场地以及密实均匀的硬场地土等类型的地段中进行建设,避免在软弱突袭、液化土壤以及状态相对不均匀的场地中进行建设。对于地震高危的危险地段,在地震产生的过程中很容易出现较为严重的崩塌、地陷、泥石流、滑坡等问题,对此在这些区域建设工程势必会直接的降低其整体的抗震性能。同时,在地震产生的时候,势必会引发建筑物的损坏以及各种倒塌等灾害性问题。对此在实践中必须要保障建筑结构自身的抗震性能,在进行工程项目的构建过程中,要尽可能的避免一些对于建筑物有着直接影响的场地,如果无法避免,必须要采取有效的加固措施与手段,综合地质状况以及周边环境,合理的进行抗震设计,这样才可以提升建筑结构的抗震性以及稳定性,避免各种严重的损害问题出现。
        3.3抗震防线的合理设置
        通过多道抗震防线的合理设置,可以确保建筑物结构抗震体系具备充足的安全冗余度。其中,框架-抗震墙体系主要包括了抗震墙与延性框架。站在概念设计层面思考,要尽量选用小重力荷载的竖向支撑亦或是填充墙,将其当做首道抗震防线抗侧力的构件。但需要注意的是,应尽量选用大轴压比框架柱作为首个抗震防线抗侧力构件,进而规避框架柱在地震破坏的情况丧失竖向的承载能力而引发严重的倒塌问题。以框架-抗震墙结构为例,在实际设计的过程中,应综合衡量小地震、中地震状况下的结构完整性,同样也要思考大地震的状况。一旦连梁作用丧失,要根据单片墙肢进行计算,且结构始终具备承载力而不会倒塌。此外,在实际计算的过程中,应保证框架柱所承受的剪力超过总体剪力20%比重。只有这样,在抗震墙遭受破坏以后,建筑物的框架柱的承载能力仍然较强,避免建筑物的倒塌。但区域不同,其地质特点也存在明显的差异,同时,地震等级和建筑物的类型也有所区别。为此,必须要确保抗震防线数量的合理性,对结构构件抗震加以运用,使得建筑物结构的抗震性能满足要求。
        结语
        综上所述,建筑结构抗震设计较为严谨,是一项系统的、完整的、科学的设计过程,在整个建筑工程中始终贯穿,对此在实践中必须要对整个抗震设计进行合理的设置,加强对建筑场地的严谨选择、科学选择建筑结构体系、科学布置建筑物的平、立面,合理选择建筑物防震缝宽度,进而在根本提升整个建筑结构的抗震性能,降低地震对建筑结构产生的破坏与影响,在最大程度上保障人们的生命财产安全。
        参考文献
        [1]郭锋,吴东明,许国富,等.中外抗震设计规范场地分类对应关系[J].土木工程与管理学报,2017,28(2):63-66.
        [2]张敏政.从汶川地震看抗震设防和抗震设计[J].土木工程学报,2018,42(5):21-24.
        [3]陈亮,陈昌斌,王庶懋.中欧抗震设计规范的对比[J].武汉大学学报(工学版),2018,46(S1):129-134.
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