建筑工程结构设计中抗震问题分析

发表时间:2020/11/20   来源:《科学与技术》2020年第20期   作者:詹雷
[导读] 地震会给建筑工程结构所造成非常严重的破坏。因此,在抗震设计过程中,
        詹雷
        身份证号:61042319870226****,陕西省
        摘  要:地震会给建筑工程结构所造成非常严重的破坏。因此,在抗震设计过程中,应采取更加科学的设计方式,可让建筑本身对于地震灾害的应对能力得到更好的提升,稳定建筑结构的安全,以保障人民的生命财产安全。就建筑结构设计中的抗震设计方法进行探究,以供同行参考。
        关键词:建筑工程;结构设计;抗震问题
        1 建筑工程结构抗震设计研究的关键意义
        从目前情况来看,地震是人们平时生活中最常发生的自然灾害之一,同时地震灾害产生以后的危害性、破坏性非常大,并且也具备了很强的不可预估性。因此,一经发生地震,影响程度将特别大,倘若人们居住的建筑没有抗震能力,就会危及民众的个人安全以及财产安全[1]。可见,建设物本身的抗震能力具有了特别关键的作用。在很早以前,我国在对建筑结构抗震标准方面就提出了“小震不坏、中震可修、大震不倒”的准则,所以大部分结构设计人员都意识到了建筑结构抗震能力的重要性,并且按相关规范、标准要求进行建筑结构抗震设计,以保证建筑抗震能力得到显著的提升,继而保障建设物的整体安全稳固性,这样就能最大程度上降低地震对民众生命财产安全的影响程度。因此结构设计人员的责任重大,如何使建筑在地震来临时发挥出应有的抗震能力,保证人民生命安全与财产安全是结构抗震设计人员需要重点研究的内容。
        2 抗震设计原则
        抗震设计理念在建筑设计过程中尤为重要。在抗震结构设计要综合多方面因素全面考量,相关建筑设计人员要全面掌握基于抗震结构原理与建筑材料性能,在此基础上利用相关方面的理论知识对建筑结构进行综合设计,以此确保抗震性能良好。在建筑抗震设计中,需要遵循以下原则:
        2.1 规整性原则
        在结构设计初步阶段,建筑设计人员需先计算建筑物的力学性能,而其中最重要的就是结构的抗侧力。结构抗侧力体系合理,可以使建筑结构受力更均匀,完整性更高,从而建筑物的稳定性更良好。另外,在建筑物构件的设计中,强度变化要均匀。在此基础上,结构设计人员就要保证在设计中尽量实现建筑物造型平面立面对称。更值得一提的是,建筑物所在地区的震级是抗震性能设计中要遵循的大原则[2],所以,建筑结构的抗震设计要整体考量,保持建筑物外观规整,确保建筑物在地震等次生灾害面前有较强的抗震性能。
        2.2刚度原则
        地震来临时,建筑物受到各个方向上面的力的作用,合理的刚度可以确保证建筑结构满足抗震要求。如果建筑物刚度不符合要求,抗震性能不足以抵挡地震外力作用,建筑会受到严重的损坏。但如果刚度特别高,韧性不够,会造成建筑在受到不均匀外力发生断裂。这样,建筑物结构会面临更大的失稳风险,因而结构设计师在设计工作中要综合考量,真正做到建筑构件刚柔结合。使得建筑物在地震力的作用下减少脆性破坏从而瞬间坍塌。通过相关设计工作的研究发现,抗侧力构件的合理使用也可以提高建筑物的稳定性。因而,需在规范的设计标准之外,提高抗侧力结构的选用的优化。
        2.3 科学性原则
        建筑物抗震效果很大程度取决于结构抗震设计,建筑物抗震设计必须要遵守科学性和合理性,才能使建筑物抗震性能既经济又可靠,这样才能最终实现抗震最终目标:小震不坏,中震可修,大震不倒。建筑物结构宜简单规整,如果过于复杂,则荷载分布不均匀并且集中荷载相对较大,地震会对建筑结构造成更大破坏。所以,建筑物在进行平面设计时,要尽量刚度、质量分布较均匀,从而提高建筑物的抗震效果。在结构设计时,要考量建筑物的鞭梢效应。建筑物超出屋面的高度不宜过高,要满足设计规范要求。如果不可避免平面不规则现象,则要着重计算离建筑物刚心较远处剪力墙的设计计算。


        3 提高建筑工程抗震能力具体策略研究
        3.1 严谨选择建筑场地和地基类型
        建筑物所处的地质条件以及地基的质量对建筑物本身的稳定性和抗震能力的影响是直接且关键的,建筑场地和地基类型的选择是提高建筑物抗震能力的基础要素。在敲定选择之前,首先要对所处区域的震动情况和强度进行全面地了解,借助科学技术手段掌握区域内的地质情况。确保信息的真实、有效且全面的基础上分析目标场地开展建筑工程的可行性。除此之外,还需要对建筑物的抗震水平有清晰明确的评估和认知,在设计阶段对结构进行合理地设计和安排,便于建筑物抗震理念的表达[3]。如果评估结果显示目标场地不适合开展建筑工程,开发单位应当尽可能地转变建设地点,如果建设地点已经无法改变,就要通过技术手段或设计方法提高建筑物的应对能力。需要特别注意的是,高层建筑必须要建立在相对密度较高的土地上,保证建筑物的抗震能力和稳定性,充分保障使用者的安全和权益。
        3.2 强调建筑结构的规则
        建筑结构是建筑物的主要受力对象,科学合理的建筑结构是确保建筑均衡承载的关键。因此在设计阶段和建筑物施工的过程中,都必须要强调建筑结构的规则性,尤其是抗侧力结构布局的合理性。对建筑结构的平面进行设计师,最好采用规则的形状,为建筑物承载的均衡性提供一定的保障。尽量不要选择不规则的建筑平面,这类建筑结构的承载力难以控制在均衡状态,在面对强震动环境时出现的损坏也更为严重。
        3.3 结构材料的选择和质量控制
        材料始终是建筑工程质量的关键,材料的选择对于建筑结构的稳定性和抗震能力有着决定性的作用。尤其是高层建筑工程的抗震设计,要整合不同建筑构件的延性,通过协调不同构件的延性实现建筑结构稳定性和抗震水平的有效提升。应当特别注意钢筋的选择,钢筋的韧性越强,建筑结构能够抵抗的震动也就越强。建筑材料的质量需要严格把控的,包括材料选择、采购、管理等全部环节都要有专业且严格地监管。出于经济效益的角度考虑,建筑单位必然要控制工程的造价[4]。如何在保证建筑结构抗震性能的基础上,找到性价比最合适的建筑材料,是建筑单位采购部门需要重点研究的内容。
        3.4 增加消能减震
        随着人均土地资源的紧张,高层建筑的数量不断增加,对建筑物抗震能力的需求也在不断上升。相比于其他类型建筑物,高层建筑物还需要附加隔振和消能的能力。想要实现这一方面的目标,就要从地基方面入手,通过地基目的和质量的提升缓冲震动给建筑本体带来的影响。建筑结构、高度的不同都会给建筑的隔振系数带来影响,这些内容应当在设计阶段就充分地考虑并表现在设计方案当中。
        3.5 建筑抗侧力结构的改进
        大多数建筑工程的刚性要高于柔性,这种结构特点能够降低建筑物在强震动环境下受到的破坏,整体建筑结构也不会产生太严重的形变。受到结构的保护,部分非结构部件的损坏也会被有效地降低。改进建筑物的抗侧力结构,在面对强震动环境时建筑物的稳定性就强,能够承受的震动幅度就大。
        结束语
        总而言之,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,不断提升自身的专业设计能力,积极学习和积累抗震设计经验,以提升抗震设计的科学性和整体效果。
        参考文献
        [1]刘海峰,韩晓南.概念设计在建筑结构设计中的应用[J].居业,2018(12):25+27.
        [2]李季.建筑结构设计中概念设计的运用实践分析与研究[J].居业,2018(12):43+46.
        [3]简涛.复杂高层与超高层建筑结构设计要点探析[J].现代物业(中旬刊),2018(11):96.
        [4]李江.建筑结构基于性能抗震设计的问题分析[J].住宅与房地产,2018(22):69.
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