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摘要:随着高层建筑的迅速发展,建筑高度不断增加,高层建筑的结构设计也成为结构工程师设计工作的主要重点和难点。这就要求了设计人员能够对于建筑结构进行有效的抗震结构设计,明确建筑结构抗震结构设计的设计重点,基于此,本文对建筑结构设计中抗震结构设计理念、建筑结构设计中抗震设计的必要性以及建筑结构设计中的抗震设计进行了分析。
关键词:建筑结构;设计;抗震;措施
1 建筑结构设计中抗震结构设计理念分析
当前,我国对于建筑结构的抗震结构设计提出了三水准和两阶段的总体要求。其具体内容就是对于建筑设计的抗震结构之中进行深入的抗震设防。所谓的三水准就是指,建筑结构的抗震结构设计能够使建筑物做到遭遇小规模地震时,建筑物不需要进行任何的维修和养护就能正常使用,即是小震不坏要求;而当建筑物所在的地区遭受到与该地区规定的抗震等级和防震强度相同的地震时,建筑物可能会受到一定的损坏,然而不会危及到人民生命财产的安全,相应的建筑基础设施以及生产设备仍然可以正常且安全的使用,即是出现一定的损坏,再通过一定的维修检护后也可以达到正常的使用要求,这也就是三水准之中的中震不修要求;而在建筑物所在地区遭受到地震强度超过本区域内抗震等级的最高等级时,建筑物本身不会在地震的作用之下发生倒塌和受到严重损坏的情况,能够更加有效的防止人民生命财产安全受到地震的损害,这也就是三水准之中的大震不倒原则。根据科学研究表明,结构的边缘竖向的受力构件承载了建筑物绝大部分的倾覆弯矩力,其受力方式为轴向性受力。而在建筑的使用过程之中,如果遭受到地震强度小于该地区规定的抗震等级和防震强度的情况时,结构内部的边缘受力构件会发生弯曲和变形的情况;如果遇到的地震强度高于建筑物建设地点的抗震强度,该建筑物的边缘受力构件会处于一个拉弯的情况,如果构件长期处于这种状态之下,会使结构的混凝土整体刚性减弱,出现混凝土承载能力下降的情况,影响到建筑物本身的稳定性能和安全性能,导致建筑物无法进行正常使用。也就是说,在进行结构抗震结构设计之中,必须对边缘受力构件的承载能力和总体质量进行严格的检验和全面的复核。
2 建筑结构设计中抗震设计的必要性概述
在现代社会发展过程中,地震灾害是对建筑物造成损伤较为严重的自然灾害。随着社会经济快速发展,城市化进程逐步加快,城乡一体化建设速度加快,人口密集度提升,各类高层建筑覆盖范围扩大。当前相关部门及广大民众都能清楚认识到地震灾害的危害性,但由于技术要素限制,不能精确化判定地震发生地点和时间,以便于做好紧急预防措施。所以为了最大程度降低地震灾害产生的损失,相关部门开始将地震发生时对人类造成较大伤害的建筑物中,所以当前在建筑结构设计中强化抗震结构设计至关重要,能提升建筑物安全性和稳定性,地震发生时,建筑物具有较强的抵抗性与稳定性,能保障建筑内部群众的人身财产安全,稳定社会发展。
3 建筑结构设计中的抗震设计
3.1 选择有利的抗震场地
人们常常看到在具有不同工程地质条件的场地上,建筑物在地震中的破坏程度是明显不同的。于是人们自然就想到既然在不同场地条件下建筑物所受的破坏作用是不同的,那么,选择对抗震有利的场地和避开不利的场地进行建设,就能大大地减轻地震灾害。另一方面,由于建设用地受到地震以外的许多因素的限制,除了极不利和有严重危险性的场地以外,往往是不能排除其作为建设用场地的。这样就有必要按照场地、地基对建筑物所受地震破坏作用的强弱和特征进行分类,以便按照不同场地特点采取抗震措施。这就是地震区场地选择与分类的目的。因此,应选择对建筑抗震有利的地段,应避开对抗震不利地段;当无法避开时,应采取适当的抗震加强措施,应根据抗震设防类别、地基液化等级,分别采取加强地基和上部结构整体性和刚度、部分消除或全部消除地基液化沉陷的措施。
3.2 优化抗震性能,布设抗震构造
对建筑结构抗震性能进行设计要从现有的抗震设防以及设计方法出发,在性能化抗震设计中要对建筑物基本应用功能、设防烈度、结构类型、延性变形力等要素进行分析,对结构基本应用性能进行精确化判断。与常见抗震设计相比,抗震性能设计具有良好的灵活性与针对性。如结合工程项目实际建设要求,对整体结构以及关键部门采取相应优化控制措施实现预期抗震性能要求。对于复杂程度较高的不规则建筑,要合理设置抗侧力结构构件与竖向构件性能目标,提升多个部位抗震安全性,满足震级较大地震的性能目标。在建筑结构设计中,完善抗震构造措施是一项重要内容。主要是为了全面提升各类构件完整性,对结构和构件变形能力进行控制,强化结构对地震发生时的能量消耗,能够保障建筑物稳定不倒。
3.3 建筑结构抗震体系的合理选择
(1)首先,在地震的灾害之中,要避免因为结构或者构件的破坏导致的整体建筑结构失去抗震的能力,或者对重力的承载的能力,在建筑结构设计所具备的一个重要的设计原则是,当建筑结构的本身具有十分必要的力度,和变形的能力之中的时候。在地震发生的过程之中,可以良好的发挥抗震的性能。即使有部分的构件退出了工作,剩下的构件也可以承载压力,也要对整体的建筑结构失去平衡。
(2)建筑结构体系当中,还应该具备清楚而明确的计算的简图,这也包括了恰当而合理的地震的作用所传达的路径。也要包含合理的地震作用下所传递的路径。在抗震的过程之中所涉及的不止,要使得建筑的构件尽可能竖向发展。
(3)建筑的结构和体系都要有合理适度的刚度和强度,还应该合理而均匀的分布,在抗震的过程中,为了使得在抗震的过程之中局部的削弱和变形,会对建筑物产生过大的影响。因此在建筑的结构设计中。要保障薄弱部位被极可能的被照顾到,还要采取一定的措施使得抗震的能力得到一定程度的提高。
3.4 对结构荷载进行恰当的处理
为了保证建筑物有效的抵抗地震灾害,设计人员在结构设计的过程中要遵循强弱协调的设计原则,对节点、柱等的位置强度进行合理的提升,并对梁、弯、拉力中心等部位的强度进行削弱。为了避免节点过早的被破坏,设计人员需要使柱端的承载力大于梁端的承载力。与此同时,设计人员要根据具体的规范要求对各个构建的荷载进行合理范围内的调整。
3.5 对结构的自重进行弱化
在地基条件相同的情况下,设计人员对建筑进行抗震结构的设计。如果在设计的过程中能够降低结构的自重,那么便可以合理的增加建筑的层数,进一步的控制成本,这种作用在软土地基的情况下会更加的明显。另外建筑的质量会直接影响地震的效应,如果建筑物的层数过多,那么在地震的作用下,就会增加坍塌的危险。为了尽可能的缓解这一现象,可以用轻质材料来减轻控制结构本身的重量。我国现代的建筑行业对建筑的抗震性能提出了更高的要求,我们要根据预期的地震作用来控制变形能力。在进行设计的过程中,要关注构建的承载力,并通过参数关系来确定构建的最终值。
4 结束语
综上所述,建筑结构的抗震设计如何直接关系到其整体的使用质量,虽然地震的发生我们无法对进行控制,但是却可以采用相应的措施提高建筑结构的抗震性能,确保其不会因地震的发生而受到影响。因此,在未来的时间里,建筑工程的设计人员在对建筑进行设计的时候,应该尽可能全面考虑其抗震性,达到对其优化,确保其抗震性能,从而提高建筑的整体质量。
参考文献:
崔英杰.建筑结构抗震设计理念与方法[J].四川水泥,2016(11):52.
[2]马玲梅.建筑结构抗震设计理念与方法[J].城市建筑,2016(35):66.