抗震设计在房屋建筑 结构设计中的应用研究

发表时间:2020/9/3   来源:《建筑实践》2020年第9期   作者:寇永增
[导读] 目前,我国频频发生地震灾害,极大地威胁着国民的健康和人身财产安全,引
        摘要:目前,我国频频发生地震灾害,极大地威胁着国民的健康和人身财产安全,引起了巨大的影响。因此,应积极采取有效措施,及时缩减地震危害范围。尤其是在设计民用建筑时,迫切需要强化抗震设计,以提高建筑结构的整体稳定性,增强建筑的抗震能力。
        关键词:房屋建筑;抗震结构;设计;应用要点
        中图分类号:TU352
        文献标识码:A
        引言
        随着社会生产力水平的不断提升,我国社会对建筑结构形式的需求不断变化,高层建筑和超高层建筑形式的建筑物在我国不同地区的建设数量及建设规模都在处于不断变化的过程中。我国近些年来地震发生频率较高,受地震作用而发生破坏的房屋数量较多,地震作用的不可预测性和突发性给我国带来了较大的经济损失和人员伤亡。为促使建筑物能够具备一定的抗震性能,需要在结构设计过程中对抗震设计进行充分的考虑,需要综合借鉴国外抗震设计的经典案例对本项目的抗震等级及抗震概念设计等工作进行优化和改进,以全面提升建筑物结构抗震设计的水平。
        1建筑设计在建筑抗震设计中的作用
        1.1建筑设计是建筑抗震设计的基础
        在传统的建筑设计中,由于建筑设计理论以及建筑抗震技术的落后,工程设计师几乎很少将建筑的抗震设计加入建筑整体设计之中,随着科技的进步,建筑设计理论得到不断完善,工程设计研究人员渐渐找出了建筑设计与建筑抗震之间存在的联系。建筑设计是整个工程设计的首要设计环节,当此环节的相关设计确定之后,后面的结构设计、抗震设计等都无法再继续进行较大的改动。只有将建筑抗震的设计前置于建筑设计之中,才能对其进行更加合理、规范的创新设计,有效发挥建筑的抗震性能。
        1.2为人们群众的生命财产保驾护航
        现如今没有任何技术和设备可以精确的预测地震发生的时间、强度和地点,而地震灾害一旦发生必然给个人和社会带来巨大的经济财产损失和人员伤亡,所以我们只能在减少地震损害方面做好应对措施,这其中提高建筑物的抗震性能就是非常重要的一环。良好的抗震设计可以有效的提高建筑物在地震灾害中的结构稳定性,保证人们可以在地震发生时预留出足够多的时间进行逃生和避难,极大地降低了地震救援的危险性以及相应的救援难度,为人们群众的生命和财产安全上了一个保险,极大地提升了人们生活的安全性。
        2抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用要点
        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高效利用计算机技术验证抗震设计实效性
        (1)小震作用下的结构构件性能分析。在小震作用下,确保房屋建筑所有结构构件满足承载力与弹性塑变要求,同时严格遵照行业标准规范调整结构构件应力状态;(2)中震作用下的结构构件性能分析。在中震作用下,对结构构件的弹性塑变进行分析。中震作用下,各类构件的抗震性能指标如下所述:关键构件:底部加强区核心筒剪力墙、底部加强区外框柱,轻微损坏即满足要求;普通构件:非底部加强区核心筒剪力墙、非底部加强区外框柱,轻微损坏即满足要求;耗能构件:连梁、普通楼层梁,轻度损坏,部分区域重度损坏即满足要求。


        2.3合理选择建筑场地
        开展建筑工程结构抗震设计之前应对建筑场地进行合理化的选择,应尽量将建筑场地选在地质结构较为稳定、地势开阔、地下土质的承载力强、地基处理难度低的地区,以确保建筑工程地基处理工作的难度较低且地下土体能够对建筑物起到较强的嵌固作用。并且,建筑施工区域也不宜设置在地震断裂带、河道边缘或采空区等区域。如果经过地质勘察工作了解到地下土体较为复杂,应为避免建筑物出现不均匀沉降而采取必要的地基处理工作,设计人员应对地下土地的各项参数进行分析,结合上部结构对地基处理的要求帮助施工单位选择合适的地基处理方式。
        2.4对建筑结构形式进行合理化的选择
        现阶段应用于我国高层建筑中的结构形式以钢筋混凝土结构为主,钢筋混凝土结构具备良好的整体性、延性和经济性。但是,在持续性地震作用下该类型结构的刚度会出现明显的下降,容易出现裂缝而影响建筑物的整体稳定性与安全性。新型钢筋混凝土结构的发展速度较快,其施工工艺较为简单但在变形控制及强度方面依旧存在问题。钢结构具备足够的延性与强度,但其工程造价较高,经济性不足。结构设计人员在进行建筑结构抗震设计的过程中,可以依据该项目实际情况合理选择建筑结构的形式,不限于单一结构形式,可以对多种结构形式进行整合,但应注意对不同结构形式组合的过程中相互连接措施予以重视,不得破坏结构整体的抗震性能。
        2.5增设构件完成加固
        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≤600㎜;(3)如果选择非泵送混凝土,与前者相比摊铺厚度≤400㎜。
        2.6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。
        结束语
        综上所述,我国在建筑抗震结构设计中依旧还有很长一段路要走,设计人员应该不断研究国内外先进的抗震设计理念,结合多种有效实验手段,提升自身在抗震设计上的专业能力,并不断强化自身的抗震设计意识,要始终将人民群众的生命财产安全放到第一位,只有这样才能真正的提高建筑的抗震性能,造福社会,造福人民。
        参考文献:
        [1]路会兰.建筑结构设计中的抗震结构设计理念[J].住宅与房地产,2019(25).
        [2]马玉洁.建筑结构设计中的抗震结构设计理念[J].山东工业技术,2019(12).
        [3]师建国.建筑结构设计中的抗震结构设计理念[J].住宅与房地产,2019(16).
       
       
       
       
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