建筑结构工程抗震设计的作用及其设计关键探究 马国民

发表时间:2020/7/2   来源:《基层建设》2020年第7期   作者:马国民
[导读] 摘要:建筑单位为保证建筑工程的施工质量,具备优秀抗震能力为前提的结构工程,在工程建设中发挥着至关重要的作用,如今,随着社会的进步与发展,人类可以通过地震预警短时间内预测到地震的到来,从而在地震来临时,可以最大程度上保护人民的生命财产安全。
        兰陵县行政审批服务局  山东临沂  277700
        摘要:建筑单位为保证建筑工程的施工质量,具备优秀抗震能力为前提的结构工程,在工程建设中发挥着至关重要的作用,如今,随着社会的进步与发展,人类可以通过地震预警短时间内预测到地震的到来,从而在地震来临时,可以最大程度上保护人民的生命财产安全。因此,在进行建筑工程结构设计的过程中,建筑抗震设计的原理研究和设计分析等工作是保证建筑物的整体设计和提高建筑物抗震能力的前提。
        关键词:建筑结构工程;抗震设计;作用;设计要点
        引言
        随着城市人口数量越来越多,人们对于建筑工程的需求日益迫切,建筑工程的高度和规模得到了进一步的发展,所以,建筑工程在进行设计的时候,必须要重视结构的抗震设计,才能够最大程度上预防地震灾害所带来的不良影响,保护人身安全。
        1建筑工程抗震结构设计在结构设计中的意义
        建筑结构设计的时候,结构抗震设计显得十分重要,抗震设计必须要结合数据以及设计理论进行科学、合理的数据计算和分析工作,对于实际施工过程中无法计算的结构构件,必须要严格的根据相关规定和标准对建筑结构数据进行掌握。根据建筑结构的演化才能够制定最为适合的抗震设计方案。在进行结构抗震设计的时候不能一味的依赖于计算机设计软件,必须要结合传统的设计习惯和经验进行不断的优化和创新,建筑结构设计的时候,抗震设计的原则和理念主要针对地震本身的不确定性,建筑工程所遇到的地震和抗震参数必须要结合结构空间的作用以及建筑工程本身的结构,建筑材料的弹性以及建筑结构的阻尼变化等诸多因素,建筑工程的抗震设计不能仅仅依赖于数据的计算,必须要结合整体结构对地震能量的分散作用,才能够有效的避免降低抗震能力的现象发生,并且要做好相关抗震实验和检验工作。
        2提高建筑工程结构的抗震性能设计方案
        2.1以力承载,延性基点
        对于建筑物的抗震设计,除了其对应的刚度需要我们重视外,它的柱子和墙的合理性设计和选用合适的材料,也是我们需要重点关注的内容,只有我们在建筑的时候考虑周到全面,才能够在真的发生地震时可以使其对地震所给其造成的巨大的力量去进行分散,进而保证安全,增强其抗震的能力。
        除此以外,进行这些设计工作不是好看的花架子,是为了保证在地震后使我们的建筑物保持一个非弹性的状态,建筑物抗震所做的工作,需结合建筑物本身的建筑形态,房屋构造,施力点分布等内容。通过科学精密仪器计算和工程专家组分析,可以提前预测受力点的位置,在建筑时进行重点的把握和加固,及时分流所承受的压力,提高抗压能力,进而提高整体建筑物的安全系数,保证其地震的抗压能力,为建筑物主任减少不可抗力造成的损害。
        2.2对重点部位进行设防
        由于建筑结构的特殊性,可能会出现不同建筑同一位置、同一建筑不同位置功能不同的现象,因此需要施工人员在施工时对此加强关注,区别对待不同的建筑位置。比如,在设计煤矿井口建筑时,一般情况下,需要将驱动装置安装在井口房的楼板上,但是安装完成后,可能会造成此处位置震动和拉力的增大,因此相关人员在对其进行设计时,应对此注重考虑。相关人员对建筑重点部位的设防可以在一定程度上促进建筑物抗震性能的增强,从而减少地震灾害给我国居民带来的损失。
        2.3轴压比的设计
        增大柱子的截面尺寸可以减少柱子的轴压比,在一定程度上可以促进建筑物的抗震性能提升。

同时,如果柱子的刚度过高,则整体建筑的延展性随之降低,从而导致建筑物极易在地震中受到损害,因此,可以通过强住弱梁的方式,提高建筑物的延展性,缓解柱子所承受的压力。通过轴压比的有效设计可以降低建筑物的刚度,使建筑物具有一定的延展性,有效降低地震对建筑物带来的冲击,促进建筑物使用寿命的延长。
        2.4增设构件完成加固
        考虑高层建筑的实际情况,并在原有结构构件基础上增设加固构件,提升高层建筑物的抗震性能与抗变形能力。新增构件选择时要考虑建筑物整体框架情况,选择合适的加固措施,要对建筑物实际情况进行全面考虑。如需要增设墙体时,需要原有抗震横墙间距较大且墙体不承重,可以选择增设新墙体,通常选择钢筋混凝土墙体;通过新增柱方式提升墙体稳定性,如果建筑抗震性能差距不大,可以选择合适方式将柱子连接起来,如混凝土柱子、拉杆及圈梁等。混凝土结构施工过程中大体积混凝土浇筑必不可少。具体施工时需要控制好浇筑层的厚度,通常这个环节分成三部分进行:(1)依据混凝土性质初步设定浇筑层厚度;(2)如果选择泵送混凝土方式,摊铺厚度≤600mm;(3)如果选择非泵送混凝土,与前者相比摊铺厚度≤400mm。
        2.5建筑结构构件的抗震设计
        高层建筑结构抗震设计当中,需要注意地震作用下的一些影响因素与阻碍,其中位移是非常重要的一点,需要随时面对界面应变,来匹配框架支撑结构框架水平。在框架中若能保证强柱弱梁设计,且梁具有良好延性,则柱子进入屈服的可能就大大减少,此时可放松轴压比限值。确定是不是短柱的参数是柱的剪跨比,只有剪跨比≤2的柱才是短柱。另外,还可以运用其他方法对抗震结构进行精准设计,如设计多段墙框架、利用高延展性结构等方法,来进行消震或隔离,确保建筑结构的稳固性。其中高延展性结构的设计能够将其运用在承受地震时,更好地使用阻尼器转接并吸收地震能量,从而提高建筑的稳固性。其次,还要在抗震结构设计中遵循强柱弱梁的原则,将框架在地震中所承受的力进行分布,这样就会降低高层建筑倒塌的几率。其中建筑结构不同构件和非构件,其内力设计值,以及抗震作用都要进行规范设定,以确保辅助框架结构的稳固性和抗震性。同时针对强柱弱梁原则,也可以采用框架中心调节法,偏离支撑结构构件,但是其中需要注意的点在弯矩上,此方法的运用要注重偏离所产生的后果,即附加弯矩。
        2.6消能减震
        隔震体系的主要作用就是能够控制地震对结构自身所带来的破坏性,根据相关调研和试验数据表明,通过隔震措施能够有效的降低60%左右的结构水平地震加速度的反应,最终通过隔震设计措施最大程度上降低结构的地震损坏。一般主要会选择消能减震的方案提高阻尼,比如建筑工程中的消能器的应用可以有效的减少结构在风力下的位移,对于减少结构地震反应的效果十分的显著。通过科学、合理的隔震设计的时候,应该通过橡胶隔震支座以及阻尼装置等部件进行有效的布置,从而形成整体复位效应的隔震层,有效的延长了结构自振周期,减少水平地震的作用,最终起到了有效的抗震效果。在进行消能减震设计的时候,建筑工程中往往会设置消能器,消能器的相对变形和速度能够进一步增加阻尼,从根本上提高了建筑工程的防震效果,保证建筑工程的质量和安全。
        结束语
        综上所述,在建筑工程结构的抗震设计中,需要多角度考虑,并且结合建筑物所处地形,对抗震材料和抗震结构进行合理选择。此外,在抗震设计过程中,设计者应当考虑如何对建筑物结构和平面进行构思,强化建筑物的抗震能力。通过加强对建筑物抗震能力的设计,可以改善建筑物结构质量和平面的功能划分,提高建筑物的抗震能力,保持我国经济的平稳发展。
        参考文献
        [1]谢天祥.建筑结构工程抗震设计分析[J].居舍,2017(36):68.
        [2]熊琦,郑小青.超高层建筑结构整体稳定性分析方法研究[J].江西建材,2017(24):36-37.
        [3]陈明.关于建筑结构设计中抗震结构设计问题及策略研究[J].建材与装饰,2017(52):102.
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