建筑结构设计中的抗震结构设计理念分析

发表时间:2020/6/3   来源:《中国建筑知识仓库》2020年1期   作者:雷斌斌
[导读] 摘要:通过优化建筑结构抗震设计方案能够保证在遇到常规地震时建筑物的完好无损,正常继续使用,能保证居住者的生命财产安全。在实践中,如何在建筑结构设计中体现抗震结构设计理念,需要建筑结构设计人员在明确抗震结构设计作用的基础上,遵守抗震结构设计原则,才能将抗震设计理念有效融入高层建筑结构设计中,这对全面提高建筑结构抗震性能具有重要的现实意义。本文就对建筑结构设计中的抗震结构设计理念进行分析,以供参考。

        1抗震理念设计的概念分析
        地震概念设计指的是地震灾害和工程经验的基本设计原则和设计理念,是建筑结构的总体布局和确定混凝土结构的过程。概念设计是一个工程师根据设计理论和施工经验,对现有设计方案和设计理念进行评估,并评估满足抗震要求的设计方案,它包括分析、综合和评价三步骤。

        2抗震结构设计的重要作用分析
        在建筑结构设计中,采取抗震结构设计有着重要作用,笔者结合个人实践经验,在查阅大量文献资料的基础上,总结得出建筑抗震结构设计有如下作用:第一,可以保证建筑物在遭遇常规性地震时,建筑物结构整体性能处于可继续使用状态。第二,能够在遇到较大强度地震时建筑物的基本结构不会被地震作用力破坏,其在地震后经过简单的维修养护可以继续使用,不会对群众的生命财产安全产生严重影响。第三,保证建筑物在遭遇罕见强度的地震时,建筑物不会出现坍塌事故,避免给群众带来巨大的经济损失。

        3建筑抗震结构设计原则分析
        3.1设计整体性原则
        建筑抗震结构设计,通常要立足于建筑整体结构,从建筑结构整体的角度出发,才能保证建筑结构整体的抗震性能,避免在震后出现局部构件损坏,进而影响建筑整体结构的抗震效果。例如,建筑结构中需要保证地板的完整性,可让建筑结构收集与传递惯性。建筑抗震结构主要由多个子结构抗震构件组成,只有保证建筑抗震结构设计中各个子结构的抗震性能,才能保证建筑整体的抗震性能。
        3.2结构设计清晰原则
        分散传递消耗地震力是建筑抗震结构设计中消耗地震能量的主要方式,所以地震力传递路径是结构抗震设计中必须要考虑的问题。所以,应当首先确定建筑结构的具体所在位置。可以利用现代化信息技术构建建筑模型,对地震发生时建筑结构所产生的受力情况和位移情况进行精确计算。以精准数据为基础,设计人员可以采取有效的措施来预防地震对建筑结构带来的损伤,能采取有效的措施分散、传递、消耗地震力,将建筑结构整体抗震能力提升,保证建筑结构设计效率和质量。
        3.3结构规则原则
        建筑抗震结构设计中,与抗侧移刚度一致,可保证在地震中,建筑结构轴承在侧移过程中不会出现刚度变化,尤其是建筑布局中的垂直结构设计中,建筑基础通常缺乏较强的抗震能力。如何保证在强震下建筑结构的稳定性与安全性,需要在实践中注重垂直结构设计,并保证结构设计符合抗侧移刚度的具体要求。
        3.4结构刚度与抗震能力相适应
        建筑结构刚度和抗震能力决定了建筑物在遇到地震的情况下能否以有效抵消地震能量,确保建筑物稳定性良好,所以在建筑结构抗震设计中应当加强对建筑结构刚度和抗震能力的设计。设计人员应确保建筑物在遭受地震作用力的情况下刚度足以应对地震力,建筑结构整体结构不会出现形变,地震力不会严重破坏建筑物。现代高层建筑偏多,想要保证建筑整体抗震功能就要充分利用建筑结构构件的作用,确保构件完整性和刚度能够对抗地震力。

        4抗震结构设计理念在高层建筑结构设计中的体现
        4.1高层建筑结构分布具备规则性和对称性
        高层建筑结构抗震性能是否优越,取决于高层建筑整体结构设计是否规则、对称。高层建筑结构与低层建筑结构有所不同,高层建筑有着较高的体形,且在整体结构上较复杂,在抗震结构设计中,需要综合考虑多方面的影响因素,并做好相关方面的工作,才能保证高层建筑结构抗震性能良好。


高层建筑抗震结构设计中,需要结合高层建筑结构的平面形状,严格控制高层建筑结构平面形状的规则性、对称性,合理设计建筑物的纵横比,降低建筑物在地震中各个结构构件的扭转程度,尤其是构件轴承的扭转。此外,高层建筑结构保证分布规则、对称的情况下,要保证整个建筑物的刚度与质量,使得整个高层建筑整体承载力均匀分布,可保证高层建筑遭遇地震之后,整体构件能够将地震力合理分散,避免高层建筑局部结构出现损坏。这样一来,可让建筑形成中心之间的刚度。高层建筑结构抗震结构设计确认之前,设计人员需深入现场,勘察建筑场地,一旦发现建筑场地不符合抗震结构设计要求,需予以修正,保证建筑物基础形式满足抗震结构设计与场地的双重要求。
        4.2建筑结构的刚度和抗震设计
        在建筑结构设计过程中,要沿建筑主体结构的两个主轴进行抗震设计,以保证建筑物的刚性和两根主轴的抗震性能。只有确保主体各个方向的刚度和抗震性能,才能最大限度地减小地震后结构变形效应引起的地震力,保证整个结构的稳定性。在结构设计的过程中,结构在两个主要方向上应具有足够的刚度和抗震能力,同时应具有抗扭刚度和抗扭转能力。
        4.3借助计算机技术科学设计建筑力学模型
        高层建筑抗震结构设计借助计算机,可以精准计算出高层建筑结构的抗震数据,并以此数据为抗震设计标准,保证建筑抗震性能满足实际需求。除此之外,随着计算机相关技术的应用,可以通过模型分析建筑结构变化,并依据变化数据绘制出建筑物整体受力图纸,动态分析建筑物抗震性能是否达到设计标准。
        4.4选择延性与较高强度的建材
        高层建筑抗震结构设计中,建材的选择也是一项重点内容。高层建筑的抗震性能,除了结构合理性之外,还要保证整体施工质量。通常,高层建筑抗震结构设计与建筑房屋高度、地基基础以及建材质量息息相关。高层建筑在建设施工中,建材质量的优劣,将会直接影响高层建筑的整体施工质量,进而影响高层建筑的防震效果。因此,结构材料的选择要以具有良好的延性与较高的强度性能为标准。只有这样,才能保证高层建筑整体抗震性能达到相关标准。

        5结语
        总之,在建筑设计中,建筑的抗震设计是整个结构设计中最重要的部分之一。因此,在建筑结构设计中,要综合分析建筑物所在地区的施工环境、技术等因素,同时借助现代计算机技术得出抗震数据,选择延性好与强度高的建材等,才能保证建筑结构抗震设计满足实际抗震需求。

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        作者简介:雷斌斌(1986.12-),男,河北石家庄人,重庆大学城市科技学院土木工程学士,研究方向:建筑结构设计。

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