建筑结构抗震设计的主要问题及方法研究 姚杨

发表时间:2020/12/2   来源:《基层建设》2020年第23期   作者:姚杨
[导读] 摘要:在我国良好的发展环境下,建筑行业取得了迅猛的发展,诞生了许多标志性建筑。
        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:在我国良好的发展环境下,建筑行业取得了迅猛的发展,诞生了许多标志性建筑。随着人们生活品质的提升和观念的转变,对建筑的需求发生了巨大的变化,如,生态建筑。然而,自然灾害的频发让人们意识到建筑安全性能的重要性,尤其是地震这种自然灾害,对建筑的稳定性是一种严厉的考验。人们开始重视建筑的抗震性能,基于此,本文就建筑的抗震设计展开。
        关键词:建筑结构;结构设计;抗震设计
        当前,如何提高建筑的抗震效果已经成为城市建筑物建设过程中广泛关注的问题,也是一个难以有效解决的问题。想要提高建筑物的抗震效果,不仅需要从建筑物所在位置的地质构造入手,还要考虑建筑物所使用的建筑材料以及建筑物的结构特点。因此,为了使建筑物具有更强的抗震性能,需要对其结构进行科学合理的优化。
        1建筑结构设计中抗震结构设计问题分析
        1.1建筑物抗震验证有待完善
        现阶段我国的抗震验证手段较为薄弱,想要更为准确的进行抗震结构分析,找出抗震设计中的优点和问题,目前只有三种验证手段:第一种是进行建筑抗震模型试验;第二种是对建筑地震反应监测;第三种则是对建筑震害研究。任何设计都不仅仅是纸上谈兵,必须进行实践检测才能准确判断出方案具体的有效性,这也就是我们常说的“实践是检验真理的唯一标准”。但是现实情况依旧比较复杂,在建筑抗震研究中,因为建筑结构体型庞大,几乎不可能完成等比的建筑结构抗震加载试验,因此通常采用建筑抗震模型结构试验,但是因为现有的模型计算都具有一定的差异性,很难保证试验结果的准确性,这就说明我国的抗震验证依旧需要不断的完善和改进。另外,现有建筑结构中地震监控设备很少有设置,使得地震发生数据没能有效的进行收集整理,为后续的抗震设计研究带来了极大的困难。
        1.2适用性问题
        在建筑结构中,抗震结构设计的适用性是重点考虑的问题。设计方在进行抗震结构设计中,对施工现场的勘察及背景调研作业落实不足,会造成其抗震结构设计方案与实际工程需求不符。最终使建筑工程抗震结构设计作业无效,并且出现返工设计及设计周期延长的现象。不利于项目工程的整体进度控制,设计方案出现适用性问题,对工程实际应用中的安全性,也造成了较大的影响。
        1.3整体性问题
        建筑结构设计中抗震结构设计为一项整体性的设计工作,因此落实抗震结构设计中的整体性控制,对建筑工程后期的应用安全及建筑工程的结构稳定性提升,发挥了重要的作用。其中整体性控制存在问题主要表现在结构应力设计不均衡、设计方案存在缺陷及工段间设计工艺差异化过大等方面。该类问题的出现,降低了建筑工程的结构抗震效果和安全性,造成施工进度延长,在施工中,也加大了施工难度,提高了工程造价成本。
        2建筑结构抗震设计中存在问题的改善策略分析
        2.1依据抗震标准,合理设计建筑结构
        建筑结构对建筑的稳定性具有重要影响,巧妙的结构能够大大提高建筑整体的稳定性。现如今,已有很多用于抗震的建筑构型,其在历次灾害中优势显著。而且,现在的抗震建筑结构设计将建筑机构作为重点,除了巧妙的结构之外,还对结构局部的材料十分重视。而且,如今对抗震建筑性能的评估需要依据其结构进行。通常情况下,在建筑结构的主体部位主要以强度和韧性较强的材料为主,这大大提升了建筑结构的稳定性,进而提升了建筑的安全性能。此外,许多设计人员还会对结构局部进行加固,为其安全又筑一道屏障。例如,建筑整体建构设计完成后,对其进行分析,深入探究,或者利用模型进行测试,找到其薄弱环节,在此部位进行局部加固,从而增强建筑结构的整体性能,为建筑稳定性提供重要保障。


        2.2提升薄弱部位的抗震水平
        建筑其实是一个整体,任何局部出现不确定问题,均会影响整个结构。所以,必须针对薄弱部位,加强抗震设计。具体而言,在设计目前的建筑时,应综合考量以下方面:首先,在设计楼层时,算出承受力和楼层承载力的比,确保足够均匀。其次,针对薄弱部分,加强变形能力的提升,以保证建筑的防震力足够强。而在建筑中,还应注意整个建筑承载力与刚度的整体协调性。最后,基于对结构设计的规范化,在保障材料质量基础上,提升建筑的结实程度。
        2.3选用适合的建筑材料
        于建筑而言,建筑材料的选用至关重要,尤其需要具有优异抗震性能。例如,有的国家地理位置具有一定的特殊性,甚至频发地震,需要加强抗震设计,其中选用优质的抗震材料极为关键。据不完全调查可知,砖瓦类型的建筑,并没有很理想的抗震效果。因此,目前较少通过砖瓦修建建筑,而通过混凝土结构来取代。同时,还采取了箱体式的结构设计措施,极大地增大了建筑的整体抗震能力。在进行设计的过程中,以上这些均需要参考借鉴、灵活运用,并邀请专业人员及时、准确地评定。
        2.4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。
        2.5减少地震时的能量输入
        减少地震时的能量输入也是建筑抗震结构设计的一个主要方法。建筑物在地震发生时被破坏的一个非常重要的原因就是其对于地震所产生的能量不能够进行合理的传播,因此,在进行建筑物的设计过程中,要充分的考虑建筑物承载力、地震所带来的位移等,从而使建筑的设计具有更强的变形能力和弹性。通过对建筑结构设计的实际需求进行相应的分解,能够使得其对于地震的能量进行有效的传输,降低地震对于建筑物的破坏程度,更好的保证人们的生命和财产安全。
        2.6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。
        3结语
        在如今人们追求建筑安全性的时代,抗震建筑结构设计具有很大的市场,而且,设计抗震建筑是十分必要的。在设计过程中,要遵循多元化抗震设计原则,并保证各部分功能有效发挥,同时,要科学地进行结构设计,对结构强弱的分布要合理。在设计过程中要依据抗震标准,合理设计建筑结构,以此增加建筑的稳定性和安全性,保障人民安居乐业。
        参考文献:
        [1]余万里.浅析建筑设计在建筑抗震设计中的重要作用[J].低碳世界,2019,9(5):216-217.
        [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.
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