建筑结构抗震设计及其改革研究

发表时间:2020/12/2   来源:《基层建设》2020年第23期   作者:金爱国
[导读] 摘要:建国以来,从唐山大地震到汶川大地震,提高建筑物抗震性能越来越受到当前建筑结构设计者以及普通民众的重视,相应的我国也对建筑工程抗震设计提出了更为严苛的技术要求,这在相关设计规范与建设标准上都有明确的指示。
        中建三局第二建设工程有限责任公司(浙江建筑设计院)  浙江杭州  310000
        摘要:建国以来,从唐山大地震到汶川大地震,提高建筑物抗震性能越来越受到当前建筑结构设计者以及普通民众的重视,相应的我国也对建筑工程抗震设计提出了更为严苛的技术要求,这在相关设计规范与建设标准上都有明确的指示。随着材料科学以及地震学的不断研究,应用到建筑抗震设计的新型技术越来越多,进而使得我国建筑结构设计中的抗震设计有了极大的改善和提升。设计人员应该严格遵循建筑结构设计行业标准,不断研究新型的抗震设计原理,尽全力保证建筑物在地震灾害发生时的稳定性和安全性,为人们群众的生命和财产安全作出自己应有的贡献。
        关键词:建筑结构;结构设计;抗震措施
        近些年来我国的发展速度迅猛,建筑水平也在不断地提升,建筑出现的频率也越来越高,这是城市高速发展的必然结果,而最近这些年住户们以及设计商们也都越来越重视建筑的建构安全性,众所周知现在地震发生的频率也越来越高,这就需要大家全面重视防震工作,尤其是建筑这一块需要多方面共同努力,在建筑结构设计时不仅仅需要注意建筑本身的美观性,建筑的防震性更是不容小觑,高层房屋的结构稳定性应该是结构设计的核心之一,在建筑物设计阶段需要对其结构的稳定性和抗震性多加考虑,这样才能最大化的保证建筑在建成以后的牢固性和安全性,只有这样才能促进我国建筑行业的高速发展,确保我国建筑领域也可以快速的发展。
        1建筑结构设计中抗震设计的重要性
        1.1为人们群众的生命财产保驾护航
        现如今没有任何技术和设备可以精确的预测地震发生的时间、强度和地点,而地震灾害一旦发生必然给个人和社会带来巨大的经济财产损失和人员伤亡,所以我们只能在减少地震损害方面做好应对措施,这其中提高建筑物的抗震性能就是非常重要的一环。良好的抗震设计可以有效的提高建筑物在地震灾害中的结构稳定性,保证人们可以在地震发生时预留出足够多的时间进行逃生和避难,极大地降低了地震救援的危险性以及相应的救援难度,为人们群众的生命和财产安全上了一个保险,极大地提升了人们生活的安全性。
        1.2应对日益复杂的城市规划需求
        在进行抗震设计时,建筑结构设计工作者需要结合多方面因素进行综合考量,除了保证建筑物内部的使用要求和功能要求外,还应该满足日益复杂的城市规划需求。现代城市规划中,建筑物的建设需要遵循一定的条理性和安全性原则,建筑物之间应该错落有致,既要相互联系,又要相互独立,既可以形成良好的城市产业结构链,又可以保证区域建筑出现问题后不引发连锁的反应,最大限度的保证城市建设的安全和稳定。而优良的抗震设计既要提高建筑物的使用寿命,同时还需要顾及到建筑物的外观造型,为城市规划布局提供了重要的参考依据。所以,建筑结构设计中的抗震设计具有非常重要的现实指导意义。
        1.3是社会正向效应的重要表现
        建筑结构设计中的抗震设计可以有效提高建筑物的使用寿命,并尽可能保证人们群众在突发的地震灾害中的生命和财产安全。国家投入巨量的抗震研究经费,从侧面表现出对人们群众的关心和爱护,对维持良好的社会秩序有着非常积极的意义,对现如今我国现代化社会建设具有非常积极的正向社会效应。所以说,建筑结构设计中的抗震设计不仅是为房屋建筑进行了加固处理,更是对整个社会的稳定发展有着非常重要的作用。
        2建筑结构抗震设计的重点环节
        2.1场地调研,优选抗震场地
        在进行建筑结构抗震设计的过程中,需要更加专业的地质考察人员来进行场地的调研和分析,优先淘汰掉一些不利于抗震的场地。比如活动断层地区,根据以往的经验,我们知道大多数的强震震中都基本上分布在活动断层带内,如果我们在这一类的场地进行建筑施工,就会直接导致建筑结构丧失整体性,容易遭受严重破坏。

还有我们在选择场地的过程中,一定要保证场地的稳定性,比如有一些场地是由淤泥、松砂而构成的,所以这些地质层非常的薄弱、松软,一旦遭遇破坏性的地震,就会出现直接坍塌的现象。不仅如此,在选择建筑场地的过程中必须要考虑到平稳性这一特征,也就是说我们在进行建筑结构设计的过程中要尽量避免一些高耸的山包或者是台地等场地,因为这类场地在面临地震时可能会出现开裂、沉陷的多种现象。由此可见,在进行建筑结构抗震性设计的过程中,相关人员不仅仅只关注房屋的内部设计,还需要从外到内进行整体的分析,选择更加良好的抗震建筑施工场地,为后续的抗震设计奠定良好的条前提条件。
        2.2细致分析建筑结构
        在进行抗震设计前,需要对建筑整体结构进行深入全面的分析,熟悉建筑的每一个结构和功能。首先,刚度是建筑结构的重要特性之一,而且结构的刚度与建筑的抗震性能和整体的稳定性都有紧密的联系。建筑结构的刚度过大,会导致建筑容易在外力作用下遭到破坏,但如果刚度过小,又容易发生变形等不良现象。因此,设计师要将建筑刚度控制在恰当的范围,实现建筑设计与抗震结构的平衡。其次,在建筑物结构中,存在非结构抗震设计的部分,其质量占比也与建筑抗震性息息相关。因此,非结构抗震设计的质量,也是建筑设计师需要充分考虑的因素。
        2.3推广消震和隔震措施
        在建筑结构抗震设计的过程中,建筑物的体积和形状对抗震的影响很大。形状规则的建筑物将表现出更为良好的抗震性能,但由于建筑结构要求满足功能性使用的需要,留给建筑结构发挥的空间有限。因此,在建筑抗震结构设计过程中需要采取有效方法减少地震对建筑结构的影响,其中一个主要方法就是推广消震和隔震措施。当前,我国的地震发生频繁的地区房屋建筑都采取了一定消震和隔震措施,尤其是对建筑来说更是如此。消震和隔震措施的基本原理是通过对房屋建筑的刚度进行控制,能够使得房屋在地震发生时处于塑性的状态,使地震所带来的强大能量大部分都被消耗掉,建筑物本身所承受的地震的压力变得非常小,增强建筑物抵抗地震灾害的能力。
        2.4设置多道抗震防线
        所谓设置多道抗震防线,是指在建筑结构抗震设计方面,利用一些耗能杆件的屈服和弹塑性变形来消除地震能量,从而使得建筑结构的各个构件处于一个稳定的状态,避免构件因为地震作用力的影响而出现破坏。因此,建筑结构的各个构件都应该具有良好的抗变形能力,能够做到“小震不坏、中震可修、大震不倒”,当遇到强震的时候,能够有足够的变形时间来保证建筑物不会马上脆裂破坏,能够留出足够的时间和空间保证人民群众的安全。同时,还需要考虑余震的影响,设置多道抗震防线,避免余震的作用导致建筑结构损伤的积累而导致建筑坍塌。
        2.5运用计算机科学设计建筑力学模型
        借助计算机技术,在抗震设计中,可以对建筑结构的具体抗震数据进行精确计算,确保建筑结构的抗震性能符合要求,通过计算机对建筑结构进行充分分析,注意建筑结构在荷载的作用下出现的变化,然后绘制出设计图纸。构建出更加符合实际需求的建筑模型,分析建筑的抗震能力是否符合实际要求。现阶段在抗震设计中,借助信息技术,在数据分析以及建模方面更加方便。因此设计人员可以使用先进的技术,比如BIM技术,就是一种在建筑内应用广泛的一种技术手段,在建筑设计的阶段对BIM技术展开应用,各部门充分参与到建筑设计中。在建模方面BIM有可视化的特点,可以满足相关的要求。
        3结语
        近年来地震频频发生,对于建筑物的抗震等级提出了更高的要求。设计人员应充分认识到抗震结构设计的重要性,合理有效地将抗震结构设计理念运用到建筑结构设计中,以提高建筑物的抗震等级,并结合具体的施工要求和环境,为居民提供安全美好的生产和生活环境,更好地推动我国社会的长治久安。
        参考文献:
        [1]韩岗,廉政.建筑结构设计中抗震结构设计问题及策略研究[J].建筑技术开发.2019(03).
        [2]全秀英.建筑结构设计中的抗震结构设计理念探讨[J].城市建筑.2019(09).
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