建筑结构抗震设计关键问题及对策研究

发表时间:2020/10/21   来源:《建筑实践》2020年17期   作者:张洪贵
[导读] 我国建筑行业自改革开放发展至今,其建设技术已经处于世界领先水平。
        张洪贵
        山东巨龙建工集团公司  山东潍坊  262600
        摘要:我国建筑行业自改革开放发展至今,其建设技术已经处于世界领先水平。建筑已经成为现代城市经济发达与否的重要标志。我国处于两大地震带上区,地震等次生灾害频发,严重地影响了人民生命和财产的安全,因此,有效地提高建筑结构抗震设计,成为当今社会急需解决的问题。
        关键词:建筑结构抗震设计;关键问题及对策
        引言
        科学技术的不断进步,使得我国建筑行业有了新的发展机遇和发展空间,为我国基础建设贡献力量。建筑结构的抗震性设计需要经过周密的考虑、精确的计算、巧妙的设计。建筑的抗震性是否良好是评价一个建筑是否合格的关键点。如何选址、选材,使用哪种抗震设计,应对各种等级地震的方法都要有一套科学合理、可量化的理论来进行分析。
        1结构设计原则
        1.刚柔并济。对于建筑结构而言,如果强度过高,则会给其正常的变形能力带来影响,这样在产生巨大破坏力的过程中就会导致建筑被损坏。但如果强度过低,则无法有效保证整体的稳定性,变形过大,使建筑倾覆倒塌。所以在设计时一定要遵循基本的刚柔并济原则。2.多道防线。要设计出安全系数高的结构体系就必须通过多道防线实现,以确保在出现不可避免的灾害时,如地震、火灾等,也可以通过其进行层层防护。但绝不能将安全性完全放在某一单个构建性能上,比如在建筑当中多支墙要比单片墙的抗压能力强很多。
        2建筑结构抗震设计关键问题分析
        2.1抗震指标规定不明确,评判体系不系统
        我国的建筑抗震设计理念起步较晚,发展稍缓,因此对于衡量建筑物抗震性的评判体系尚未完全建立,很多抗震指标没有明确规定。这就导致设计者在涉及建筑抗震设计时无从下手,无法从固定的几个方向来增强抗震性,也无法最终量化地评价某个建筑的抗震能力。
        2.2施工材料质量
        建筑工程项目的施工材料质量也是影响建筑项目抗震性的因素之一。大部分的建筑工程都为混凝土结构,目前虽然在绿色环保理念推广下建筑材料也在积极的创新,但在抗震性方面较好的材料仍有待研究。如果建筑施工所用的材料能够具备较好的强度,在发生地震灾害时必然能够保证结构不会轻易发生变形,降低建筑结构坍塌的概率。目前我国的大部分建筑项目采用的钢筋混凝土在强度和韧性方面虽然有所提升、抗震性也在不断优化,但整体效果仍存在一定的不足,需要持续进行完善的研究。
        2.3抗震性能较弱
        现阶段我国部分建筑其抗震性能达不到相关要求,建筑抗震设计的相关规范中明确表示,要确保小震(概率超过63%)不坏,中震(概率超过10%)可修,大震(概率超过2%)不倒。然而在当前的情况中,有些企业只单纯把对抗震性的调研和分析作为一种任务去落实,当其抗震级别满足相应的行业指标之后就不会再继续对其进行研究,并未将抗震性能的完善和设计当作设计安全性的主要保证。此外,我国不同地区和不同性质的建筑对于抗震级别的要求也存在一定差异,但部分设计者有时会忽略这一点,导致设计出来的抗震级别和实际要求之间存在一定出入。
        3建筑结构抗震设计关键问题对策
        3.1经济性评判体系
        任何一种设计理念的真正实施,都需要在使用者或业主提前设定好的经济指标下进行,并且建筑所能达到的经济性也是评价一个建筑是否合格的重要指标。基于性能的建筑结构抗震设计正是以此为出发点建立的,对地震造成的人身财产及社会影响的精准预估,以及最大限度地节约灾后建筑恢复费用是经济性评判体系的终极目标。


        3.2重视建筑结构中地基质量设计确保基础工程质量安全
        地基部分的结构设计是建筑工程项目抗震性的基本保障部分,同时也是决定建筑结构稳固性、安全性的根本前提。稳定的地基能够为建筑工程项目提供高水平的安全可靠性。尤其在抗震性方面有着极大的影响。所以,在进行建筑工程项目地基结构设计时,必须要充分结合现场地质条件、水文等情况作出仔细的勘查和设计,对建筑的外形、楼层设定的相关数据要进行综合分析,确定建筑基础的选型。尤其要重点注意的是,要杜绝仅仅依靠搜集的旧数据资料、相关的文档图片就进行地基的设计,必须要按照实际的调查和勘测结果以及相关数据进行地基承载部分的谨慎设计,确保其整体质量和稳定性。
        3.3建造材料
        抗震设计在材料上的选择需要综合考虑选成本、刚度、延性等因素。常用建筑结构的抗震设计要求为:⑴为满足抗震设计的要求,砌体结构需要按照规范规定设置保持结构稳定的圈梁与构造柱;⑵钢筋混凝土结构要对抗震结构构件的截面尺寸有合理的选择,并且保证相应的配筋率,不能少筋多筋,使结构发生的剪切破坏与脆性破坏;⑶大跨度结构下选择预应力混凝土构件应严格按规范要求进行计算,并按计算结果配置预应力钢筋。1.钢筋,钢筋混凝土结构中,应该遵循钢筋自身的性能来选取钢筋的型号和强度等级,纵向受力钢筋选择型号HRB400或者HRB500;在受力构件比如而梁、柱、斜撑中,纵向受力钢筋选用HRBF400或者HRBF500;若需要选取预应力钢筋,宜选高强度钢绞线或预应力螺纹钢筋。HRB系列中的普通热轧带肋钢筋延性良好、可焊接性强、机械连接性能牢固,可使钢筋混凝土结构主体的强度增强,所以被广泛采用。而且,为了满足建筑物抗倒塌设计规范要求,钢筋强度标准值的保证率不得低于95%。2.混凝土,在钢筋混凝土结构主体设计中,应当用正方体抗压强度标准值确定混凝土抗压强度;建筑物结构的混凝土,强度等级不得低于C15,如果建筑结构所选取的钢筋强度等级全部≥400MPa时,所选取的混凝土的强度等级不得低于C25。钢筋混凝土结构中如有构件承受重中荷载,选取的混凝土强度等级不得低于C30。
        3.4保证墙体的设计厚度
        在进行建筑物设计施工时,相关的工作人员一定要保证墙体的施工厚度,以此来确保整个建筑结构设计和施工的安全性与稳定性。按照当前我国实行的相关建筑规定要求:在对多层建筑结构进行设计施工的过程中,工作人员一定要保证将墙体厚度控制在240mm以上,且在进行墙体厚度设计的过程中,还需要结合施工现场的地形和地质情况,来适当的增加一定量的墙体厚度,以便可以进一步提升建筑结构本身的抗震能力。例如,如果需要在地震带的位置进行建筑工程项目的建设,那么设计人员就需要适当的增加该建筑物的墙体厚度,在确保建筑结构施工和使用安全性的基础上,采用合理的方案来提升建筑物的高度。
        3.5抗震性能控制方案
        目前主流的抗震性能控制方案主要分为结构自控和设备控震,其中比较常用的方案是结构自控。需要注意的是,虽然依靠建筑本身结构的强度、刚度、延性来抵御地震的破坏是非常便利且经济的,但要尽量避免将一些重要的剪力墙作为吸能部件,因为这些部件在震后的修复难度大、修复费用高,在遭到严重损坏后很难复原。因此,提倡引用国外新出现的钢筋混凝土柱结构或者常见的框架抗震墙协同抗震结构,并且市面上已经出现了相当多的新型耗能结构,它们不但价格低廉,且在受损后可以自行修复或者用极低成本就可以修复。
        结语
        随着社会不断进步,土木行业蓬勃发展,我们更要注意地震对建筑物带来的影响,要不断降低地震对建筑物的破坏。这意味着我们要加强建筑物抗震设计,合理选取结构体系,全面考量建筑环境与建筑材料,设置多道防线来提高建筑物的抗震性能。
        参考文献
        [1]陈世杰.基于性能的某超限高层建筑抗震分析与设计[D].深圳:深圳大学,2017.
        [2]范晓鸣,陈尚志.高层混凝土建筑结构的抗震设计探讨[J].工程技术研究,2019,4(9):198-199.
        [3]贾松刚.建筑结构抗震设计及其改革研究[J].住宅与房地产,2020(6):79.
       
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