广西大学设计研究院 530004
摘要:近年来我国社会经济发展迅速,建筑行业发展也越来越块,随着国民经济的高速发展,对房屋安全性要求提高,以及近几十年地震灾害的局部频繁出现,那么在建筑结构设计中抗震设计过程就显得尤为重要,能明显预防自然灾害对建筑造成的影响,较好的提高了建筑的抗震能力。
关键词:建筑结构设计;抗震设计;措施
1.建筑结构设计中抗震设计的重要性
(1)我国地形地貌结构复杂多样,自然环境又具有一定的突然性,目前相关专业人员或相关科学技术还不能对地震发生的时间、地点进行准确的检测,所以如果要是发生地震,势必会对人们的生活和社会经济带来严重影响,严重威胁到人们的生命安全,这就要求设计人员在建筑结构设计中必须做好抗震设计环节,提高建筑物的抗震能力。设计出抗震性能良好的建筑物,做到小震不坏,中震可修,大震不倒的延性设计原则,不仅能提高建筑物的结构稳定性,为人们在出现灾害后能有更多的时间去逃生躲避灾难,明显降低救援难度。同时也为人们的生命和财产安全提供了较好的安全保障,确保人们拥有更放心安全的生活环境。
(2)随着我国城市的快速发展,城市规划的需求也逐渐的多样复杂,那么这就要求设计人员在建筑结构设计中的抗震设计环节除了要满足建筑物的使用要求和需要的相关功能外,还要根据城市的发展需求及所处位置等多种因素进行全面分析。为更好的确保城市建设的安全稳定,这就需要城市建筑物规划设计具有一定规律可循,保障安全的情况下建筑物之间要相互联系但又互不影响,成为分散的整体,不但能形成较好的城市结构链,又能防止出现灾害后建筑物之间相互影响。那么好的抗震设计在不影响建筑物的外观造型的情况下能提高建筑物的安全稳定性,对实际的城市规划设计提供较好的参考依据,具有非常重要的作用。
(3)建筑结构设计中科学合理的抗震设计能在灾害发生时进一步保护好人们的生活和财产安全,能给到人们一定的时间去逃生,能有效的提高建筑物的抗震能力。强化核心筒构件的延性,楼梯在地震下能消能减能,形成可靠的生命通道,我国对于如何做好抗震研究设计也投入了大量的资金,一方面是关心人民群众的生活,积极的维护社会发展秩序,另一方面对于发展快速的社会经济也有些积极的推动作用。因此,建筑结构设计中较好的抗震设计在提高建筑物稳定性的同时也促进了我国社会的快速发展。
2.建筑抗结构设计存在的问题
2.1未掌握建筑物本身建筑结构设计等级
设计人员在房屋建筑结构设计的抗震设计中没有根据实际需求的抗震等级进行测评,为确保更加安全稳定,就私自将抗震设计等级进行提升,导致工程设计成本增加,对整个建筑物的工程也有了一定的影响,虽然这样会对有效的提高建筑物的稳定性,但无疑直接威胁到建筑物的投资和造价问题,尽量采用地下室顶板为建筑物的嵌固端,让地下室顶板形成较大的刚度,传递水平剪力快速扩散到周围土层中,让建筑物具有较高的延性,同时地下室以下的抗震构件能逐级适当降低抗震要求减少不必要的结构浪费。
2.2建筑材料不满足设计要求
质量越大的建筑物,在地震来临时对建筑物由于本身的刚度大,吸收的地震力也大。所以设计人员在进行抗震设计中最好要选择合适的更高强的建筑材料比如钢管柱,型钢剪力墙,型钢梁等等,从而增加建筑物的抗震能力。但现下的建筑结构抗震设计过程中更加注重的是建筑物自身结构的安全稳定性,没有重点关注到新型建筑材料的使用,最明显的就是在楼层较高的建筑物中,因为没有对建筑材料钢筋或者混凝土进行科学合理的使用,不仅造成建筑材料资源的浪费,同时也增加了建筑物的重量,做到强周边弱中心的性能化设计,直接影响到建筑物的抗震能力,尽可能发挥材料的潜能。
3.建筑物的抗震结构体系
3.1框架结构
通常在建筑物抗震结构设计中使用最多的是框架结构。框架结构的优势在于整个结构整体不会因为建筑物底层而受到影响,能在建筑物内部构造灵活的空间。但框架结构也存在一些劣势,主要是因为框架结构属于柔性结构,它对建筑物的高度有一定限制。因此通常在楼层较低,且地震烈度较低地区得建筑物抗震设计中使用框架结构较多,并且抗震效果也不是十分理想。
3.2剪力墙结构
建筑物抗震设计过程中除了使用框架设计,剪力墙结构也是使用较多的结构形式,该结构的抵抗水平地震力的作用比较明显,剪力墙结构需要建筑物每层都有楼板进行支撑,从而确保平面外安全稳定。因此这就对楼层空间、结构有了一定限制,适用于住宅房屋、公寓等空间结构较小功能的建筑。
3.3框架—剪力墙结构
建筑物抗震设计工程中使用的框剪结构也就指的是框架—剪力结构,具体的就是将属于刚性的剪力结构和柔性的框架结构两种相互结合,共同作用,不仅能胖建筑物的设计更为灵活,同时还能更好的保障建筑物的安全稳定。由于框架剪力墙的设计更为复杂,它比之前单纯的设计结构需要进行更多的设计计算,对于框剪结构中的底层框架的承受的地震倾覆力具有一定的标准要求,达到所需要的标准要求才能进行框剪结构设计。设计中严格把握好框架作为二道防线的功能设计,严格控制框架和剪力墙的抗倾覆力的比值。既能借用到剪力的高强度与刚度,又可以利用框架结构的大空间优势。如果是按照之前单一的剪力墙设计或者框架设计,那么建筑物的整体稳定会产生一定的影响。因为框架剪力墙的受力体系是由剪力墙和框架相互作用形成的新的受力体系,框架结构适用于楼层高的建筑物,剪力墙结构则适用于楼层较低的建筑物,两种结构受力刚好相反,因此设计人员在设计过程中需要对房屋建筑的楼层高度进行合理的控制,确保建筑物高度同时适用于纯剪力墙结构,或者使用于纯框架结构,保证框架和剪力墙变形的程度不会发生太大差异,充分发挥框架剪力墙的作用。
4.建筑抗震结构设计的方法
4.1根据抗震标准,规范平面设计
设计人员在设计过程中必须对各个方面进行全方位的考虑,其中平面规则对建筑物的稳定也具有一定的影响,例如凹陷口的宽度和深度就会严重影响建筑物的水平力传递,形成突变,造成结构竖向传递水平力的不连续。因此一般设计过程中抗震建筑的平面设计都有一定标准,工作人员在设计过程中要确认其是否符合相关标准。针对建筑物出现凹凸不符合要求的地方要及时的进行修正或者重新进行设计,从而尽可能的确保建筑物的安全稳定。通常针对建筑物出现凹凸不符合标准的问题,设计人员会采用以下方式进行加强措施:1.有条件的情况下加肋型梁,既不增加建筑面积,又不影响建筑采光要求。2.在凹口处加梁进行加强,如果建筑影响大,在低烈度地区采用每三层拉一道梁加强,尽量减少对建筑的影响。3.加强凹口处连接板厚,增加配筋率,增强此处水平力的传递能力。4.核心筒围成筒,利用竖向构件传力。5.把楼梯锚入侧边剪力墙内增加剪力墙的整体刚度。
4.2根据抗震标准,科学设计建筑结构
建筑结构直接影响整个建筑物的安全稳定,科学合理的结构能有效的提升建筑物的稳定性。近年来有多种建筑结构用到抗震设计中,在发生灾害的过程中发挥了很大的作用,抗震结构设计已经不仅仅专注到建筑结构设计的巧妙性,同时对于结构设计中使用的建设材料也非常重视,同时近年来也是通过建筑抗震设计结构来判断抗震建筑性能。通常为提高建筑结构的稳定性,确保建筑结构的还有就是部分设计人员为进一步确保建筑物的安全稳定,安全性能,建筑结构主要部分都是用强度和韧性较好的建设材料来完成建筑。通常设计人员为进一步保证建筑物的安全稳定,会选择对建筑结构设计局部位置进行优化加固。
4.3根据抗震标准,合理设计布局
建筑布局的科学合理性也对建筑抗震设计有重要的影响,布局的合理性能大大提高建筑物的抗震能力。设计人员通过对地震能量进行分析判断,使用合理巧妙的布局避开地震出现的集中位置,减轻地震对房屋建筑造成的破坏设计中把握强周边剪力墙,强角点,弱中心的设计思路,形成外围刚度大,这样提高建筑物的抗扭刚度,进而提高建筑物的抗震能力,防止出现能量聚集的情况。
5.结束语
通过上述分析讨论,发现我国在建筑抗震结构设计中还有很大的优化改善空间,相关设计人员可以通过不断学习外国先进的抗震设计方法,通过更多的实验学习,提高自身的专业知识技能,同时将抗震设计意识进行学习提高,确保建筑物有好的抗震性能并且在遇到灾害时充分发挥其作用,提高建筑物的安全稳定。保护人们群众的生命财产安全不受到损害。
参考文献:
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[2]赵刚.浅析建筑设计在建筑抗震设计中的重要作用[J].建材与装饰,2019(18):110-111.
[3]王鸿飞.浅析抗震概念设计在建筑结构设计中的应用[J].建材与装饰,2016(44):72-73.
个人简介:吴才超(1985.5—), 男, 广西贺州人,中级工程师, 从事结构设计工作。