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摘要:随着社会经济的发展,工业与民用建筑建设的数量快速增加,在建筑设计中建筑结构设计对于建筑的重要性不言而喻,抗震功能设计更是重中之重,合理抗震设计能提高建筑的安全性。本文首先对工业与民用建筑结构抗震设计进行概述,然后分析工业与民用建筑结构抗震设计中存在的问题,最后提出了工业与民用建筑结构的整体抗震设计措施,以期为提高建筑安全性提供思路。
关键词:工业与民用;建筑结构;抗震设计
1、工业与民用建筑结构抗震设计概述
1.1工业与民用建筑结构抗震设计内容
工业与民用建筑结构抗震设计,是指在建筑设计的过程中考虑到建筑结构承载力,稳定性,通过合理的建筑选址、建筑布局设计和建筑材料选择等手段,从而提高建筑抗震性能。目前,我国已有相关规范对建筑物的抗震设计内容进行具体规定。具体的抗震类别有甲、乙丙、丁等四个级别,依据建筑物的重要性、规模、行业及灾害中能否功能中断等因素进行类别划分。划分抗震类别后确定建筑物抗震等级是否需要提高设防标准或提高抗震等级,从而实现建筑抗震设计科学性及经济性。
1.2工业与民用建筑结构抗震设计作用
(1)保障人们人身财产安全
考虑抗震设计的建筑结构,能够增加结构稳定性,能做到小震不坏,中震可修,大震不倒,保护人民的生命财产安全。而缺乏建筑设计的建筑结构,在面临地震灾害的时候很容易发生倒塌,将对人民生命财产安全造成巨大威胁,因此建筑设计人员要充分意识到抗震设计的重要性,在实际设计中提高建筑结构的抗震性能。
(2)促进建筑结构设计理念的革新
传统的建筑结构设计理念中对于抗震设计的关注度不够,但是在发生地震灾害之后,由于设计不完善导致生命财产的损失,使得不良传统建筑设计理念逐渐被改良,特别在汶川地震后通过对灾后建筑物的研究,国家规范对抗震设计更加严格,抗震措施更加完善,对于建筑结构设计理念的革新和进一步发展具有重要作用,能够推动建筑行业良性发展。
2、工业与民用建筑结构抗震设计中存在的问题
近年来,我国地震灾害频发,图1显示了我国近十年来的地震灾害次数。且我国建筑行业发展迅速,图2显示了我国近十年来的建筑总产值。因而,提高建筑结构的抗震设计具有重要意义,但是目前我国工业与民用建筑结构抗震设计中仍存在一些问题,具体有以下几方面。
图1 2010-2019年地震灾害次数(次)
图2 2010-2019年建筑总产值(亿元)
2.1 建筑结构布局不合理
目前,我国建筑行业在进行抗震设计时,仍然存在结构设计不合理的问题,对于建筑的美观性考虑过多而对建筑的抗震性考虑不足。在进行具体的设计布局时,出现结构刚度变化过大,上下结构刚度不连续等问题,令结构计算中发生过大的位移,这就导致抗震的功能不能完全有效地发挥,需要更多措施去平衡设计从而降低了建筑的经济性和安全性。
2.2 建筑物选址不当
合理的选址是后续施工的保障,为了避免地震灾害,建筑要避免选址在抗震不利的地段上,特别是地质断层。在进行建筑选址的时候需要有相关的专家进行勘测分析,并作出风险预警,这样才能从源头对可能发生的地震灾害进行规避。但是,目前我国的建筑设计在场地的筛选方面还缺乏相应的评估过程,对地质条件的关注度是不够的,有待进一步改进。
3、工业与民用建筑结构的抗震设计措施
3.1 选择合适的抗震结构体系
针对工民建结构的基本构造特性,采取相应的措施,并在发生地震灾害时,有效避免因为破坏结构或构件而导致建筑的整体构造不再具备抗震能力,即防止连续倒塌的能力。在设计工民建的基本构造时,应始终遵循以下设计原则:在工民建结构拥有必要的强度,同时具有一定的变形能力时,而在发生地震的过程中,可充分发挥优异的抗震性能。即便有些构件不再工作,余下的构件也可继续承载,以防工民建的整体结构失效发生连续倒塌。
在工民建的整体结构体系设计中,还需要清楚明晰的结构计算简图,其中涉及科学、合理的传播地震力路线。在工民建的基础结构、整个体系中,均需具备科学、合适的强度、刚度,以及合理、均匀化的布设。在具体抗震的过程中,为保证在抗震环节出现的变形或削弱不会大幅破坏整个建筑物,则在设计结构的整个过程中,应周全考量一切薄弱部位,通过电算模拟震型找出薄弱杆件进行加强,通过行之有效的专业技术手段,在一定程度上增强建筑物抗震性能。
3.2 科学进行建筑物选址
在工民建结构抗震性能设计时,应按照抗震设防方面的规范要求,为抗震设防的顺利实施提供一定的技术保障。因此设计初期应全面评估选址地点的基本地质构造、周围交通条件、基本的地理构造等,才能切实合理化地选择科学的建筑物地址。与此同时,所选择的地址位置需避免淤泥土、软弱土、软粘土等不良的地基地带,否则地基土会出现较大变形,从而引发不规则的基础变形或者不均匀的沉降等,以致影响建筑物的安全。
3.3 优化抗侧力体型
针对高层结构,在设计中要强调强剪弱弯、强柱弱梁的设计原则,通过大幅提升结构的整体超静定次数,控制在地震时形成的较多塑性铰,以更多地耗散地震能量,相应的结构也就更能承受强地震而不倒塌。在构造设计中,应本着强节、强柱、强剪、强压、弱杆、弱梁、弱弯、弱拉的基本原则。而在设计结构的过程中,应选择构件中轴力较小的水平杆件做重要的耗能杆件,并尽量避免弯曲耗能,促使整个抗震体系形成较大的延性等。
4、小结
在工业与民用建筑结构设计中,为了增强建筑结构的稳定性,抵抗地震灾害,保证人民的生命财产安全,加强抗震设计必不可少。目前,在我国建筑行业发展迅速、地震灾害频发的背景之下,发现抗震设计中存在的不足,进一步完善抗震设计,增加建筑的安全性十分必要。在实践中,要及时发现问题,以动态的思维推动抗震设计向前发展。
参考文献:
[1]许小朋.工业与民用建筑结构抗震设计研究[J].建筑技术开发,2020,47(10):5-6.
[2]薛彪.分析工业与民用建筑结构抗震设计[J].四川水泥,2017(07):108.