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摘要:随着建筑业快速发展,建筑结构设计下结构安全性、稳定性要求更加严格,抗震设计作为结构安全的保障工作,如何强化建筑抗震性能是设计人员亟待思考的问题。下面文章就对建筑结构设计中抗震设计展开探讨。
关键词:建筑结构;结构设计;抗震设计;建筑设计
引言
全民经济的发展推动了我国房地产行业的发展,不同地区均高度重视工程建设,其中以房屋建筑为主。与此同时,我国房屋建筑从传统多层向小高层、高层以及超高层发展,对建筑结构设计提出了更高要求,科学的建筑结构设计不仅要保证建筑的安全,而且还需要遵循建筑结构设计原则,满足节能降耗要求。
1建筑结构抗震设计中的基本理念
一般情况下,对于建筑结构设计中的抗震设计来说,其主要是指结合建筑结构相关领域的专业知识和经验,将地震对建筑结构所导致的破坏和影响进行分析,并提出有效的预防应对措施的一种设计方法和理念。抗震设计基于地震理论的深入分析,同时也涉及多个专业领域的内容,具有很强的技术性和综合性。地震现象本身具有较强的不确定性、随机性及复杂性,其对于建筑结构的影响也是多方面的。地震问题的复杂性导致了在当前地震参数、特性方面的预测上也存在很大的提升空间。当前的建筑结构的抗震设计中,对于建筑结构性质、空间作用、材料及外界因素等问题的分析还不够全面。因此在进行抗震设计的过程中,不仅要对相关专业理论知识进行深入运用,同时也要不断结合抗震经验,提出更加科学的抗震设计思路,才能有效提升建筑的抗震能力。
2建筑结构设计中抗震设计存在的问题
2.1结构空间的刚度问题
从建筑结构形式上看,主要的结构形式有横向承重构件、竖向承重构件以及楼盖等部分。不同的承重构件的刚度对整个结构体系的刚度贡献是不同的,但每一部分的刚度和稳定性是保证结构整体刚度的重要组成部分。在结构整体中,刚性楼盖体系是保证所有竖向抗侧力构件共同受力的先决条件。因此,在形成结构空间的结构体系刚度方面,如果不能够满足抗震需求,将会在某种程度上加剧地震带来的灾害。
2.2基础系梁设置问题
当前建筑结构设计中框架结构使用较多,但是在建筑结构设计中存在基础系梁不规范设置问题。按照抗震设计规范中的要求,如果框架单独柱的基础埋置较深或者不同基础埋置深度差别较大,一级框架与四类场地的二级框架,不同柱基础底面重力作用下的荷载代表值压应力有较大差异,桩基承台之间以及地基受力层为软弱土层或者不均匀土层等相关情况,需要在2个主轴方向以及两桩承台短向中设置系梁。然而实际建筑结构设计中存在基础系梁设计不合理问题,比如当基础埋深较大的情况下,没有进行计算,直接在2个主轴方向设置构造基础系梁,按照构造配筋完成钢筋设计。部分设计中将基础系梁按照一层计算,整个框架结构会选择TAT或者SATWE程序完成设计,尽管将楼板厚度选择0,但是没有对弹性节点给出定义,无总刚分析方法,造成设计同实际情况之间有出入。
2.3设计规范不统一
不同地区在进行建筑结构设计的过程中没有做出相应的建筑结构设计规范,比如有些建筑管理者选择了成本较为低廉的建筑原料,从中谋取利润,而在房屋建成之时,相关的人员一时之间也无法找到建筑结构设计的问题,所以在这种情况下,会导致当前的很多建筑结构设计并不正规,并没有贯彻落实科学性的原则,进而导致人员伤亡的现象发生。
3建筑结构设计中抗震设计策略
3.1合理确定平立面
在建筑物结构设计的过程中,前期的合理结构布局须考虑到建筑物的整体结构特点,并且对平立面进行合理的确定。在布局规划过程中,要确保建筑物本身结构足够对称,且内部刚度的变化足够稳定,在同一楼层水平位置,整体刚度之间应足够平稳。在建筑结构的设计方面,尤其是对于复杂建筑物,更要做好平立面的控制。但在建筑设计时,可能存在不确定性的因素,设计不规则的建筑时,可采取设计抗震缝的方法,将建筑物分成各个规则的单元,这样形成的单元的结构都是规则的,建筑物的抗震性能也得到有效的保证。另外,也要重视对变形缝的合理设计,由于在整体建筑结构当中,变形缝本身的位置也是建筑结构中相对薄弱的一个部位,在地震中很容易出现变形,进而演变成致命的破坏点。以上问题都需要在建筑结构设计过程中予以高度重视。
3.2建筑结构刚度设计要点
在开展民用建筑项目的结构设计过程中,刚度的设计是项目中的重点内容,相关工作人员在对于建筑用材料的选择上要加以重视,要求选择使用的材料能够更好的将钢筋混凝土以更紧密的方式结合,尤其是在利用相应的钢结构对民用建筑物进行双层加固的施工过程中,设计人员应当提前考虑好所需要采取的积极有效措施。其次,国家对于民用建筑结构设计中的抗震设计有着明确规定标准,设计人员在开展民用建筑项目结构设计的过程中,要充分控制好结构侧向刚度,只有控制好民用建筑结构的刚度,才能够有效降低地震灾害给建筑物所造成的巨大损失。除此之外,还能节省建筑施工过程中所应用的材料,使整个工程的施工成本有效降低。
3.3基础连系梁设置对策
建筑结构在基础连系梁设置方面,应严格按照建筑抗震设计规范中的要求,合理设置基础连系梁。基础系梁设置包括构造设置与调节基础需要,其中构造设置主要用于独立基础埋深较小或者基础埋深较大,但是采用短柱方案的情况下。考虑到基础的抗震设计,需要设置基础系梁,基础系梁设置应在2个主轴方向,基础系梁高度为柱中心距的1/12~1/8,宽度为柱中心距的1/30~1/20,基础系梁的纵向配筋设置中,压力或者拉力可选择柱子最大轴力的10.0%,计算后还需要满足最小配筋率要求,设计结果还需要同时满足以下要求:上下各214(HRB335),箍筋不能小于8@200。结构设计中如果基础系梁上部有填充墙或者需要承受来自楼梯荷载时,基础系梁截面应合理增加。对于调节基础需要设置的系梁,为了通过系梁平衡柱子底部的负弯矩,其截面尺寸会较大,且系梁正弯矩需要采取贯通设计,负弯矩部分需要超过1/2位置。构造基础系梁最好设置在基础顶部,基础系梁底面要求处于冻土深度以下,对于不能满足上述设计要求的,要求梁下保留孔隙,约为50~100mm。基础系梁的配筋需要与底部配筋保持一致,上部钢筋最好采取贯通设计。如果是调节基础而设计的基础系梁,同样要求系梁位于基础顶部,基础系梁底面可通过回填土虚填,也可以在基础系梁底面放置100mm聚苯板,基础系梁配筋与底部钢筋保持一致,采取贯通设计方法。如果是为减少底层柱计算长度以及底层位移设置的基础系梁,此时基础系梁需要处于±0.000以下,系梁结构设计以及钢筋配置可参照一层框架结构。
3.4确定合理的抗震结构体系
不同的结构体系在抗震性能、使用效果和经济指标上是不同的。要有明确的设计计算简图和合理的地震作用传力途径。要多道抗震设防,有合理的刚度和强度,保证结构强度和刚度的均衡性。加强抗震结构构件之间连接,构件节点的破坏和预埋件锚固破坏不应先于连接的构件。目前国家提倡的预制装配式结构,其构件的连接应能保证结构的整体性。装配式单层工业厂房的各种抗震系统,应保证地震时厂房整体性和稳定性。
结语
综上所述,提升抗震设计效果,对于预防地震、降低地震所带来的损失是非常必要的。因此,在实际设计过程中,设计人员要对自身的观念和结构设计的知识进行积极的改进,以满足工程建设的具体要求,保证结构体系的合理性,以提升建筑结构设计的整体效果。
参考文献
[1]郭光耀.探讨建筑结构抗震设计要点分析[J].建筑工程技术与设计,2017(18):841.
[2]陈旭元.房屋建筑结构抗震设计要点分析[J].山西建筑,2015(33):47-48.
[3]贾宏伟.基于建筑结构浅谈抗震设计要点[J].城市建设理论研究:电子版,2013(10):29.