关于建筑结构设计中的抗震设计研究 刘潇侃

发表时间:2021/4/7   来源:《建筑实践》2020年第33期   作者:刘潇侃
[导读] 我国位于全球两大地震带———欧亚地震带与环太平洋地震带之间,地震活动十分活跃
        刘潇侃
        身份证号:51021319820606****
        摘要:我国位于全球两大地震带———欧亚地震带与环太平洋地震带之间,地震活动十分活跃。历史上中国大部分省、自治区、直辖市都发生过多次破坏性地震。20世纪以来,我国共发生6级以上地震650多次,严重危害人民群众的生命财产安全,干扰了我国经济建设。因此,在我国大力发展、推广建筑抗震技术,符合我国国情,对于保障我国经济社会健康发展具有重要意义。
        关键词:建筑结构设计;抗震设计;研究
引言
        提高人们生活质量和生存环境安全性是高层混凝土建筑结构优化的初衷,也是在进行设计的指导思想,本身建筑设计是有据可依的,就是要符合已有的设计理念,在此基础上学习和理解新型抗震结构内核,既不失去原有的科学设计,又在此基础上进行了优化,设计上符合科学原理,优化设计抗震结构的功能,促进设计质量的提升,促进经济效益的提高,控制工程造价,为社会谋福利。
1抗震结构设计的标准
        抗震构架相较于普通建筑构架而言,优势与特点长于普通架构,尤其是在建筑中更多地会选择抗震架构,毕竟,建筑本身具有抗震能力越高,在遇到地震的时候越不容易倒塌,对人身和财产也是一种保障。对于抗震构架的建设,既要对多种方面的因素进行整体考量,融入现代社会的先进设计思想,又不能抛弃建筑的抗震需求,使得建筑物各方面均匀受力,整体建筑结构稳定性相对较好。在操作设计的时候,需要符合科学原理的构建抗震结构,不断进行优化,以此来提高建筑物的稳定性能,多种建筑结构在抗震性能上大体能用表1~2来展示。
2建筑结构抗震性能的发展现状
        目前,我国的高层建筑发展迅速,但在抗震性能方面的发展却跟不上高层建筑整体的发展趋势。我国的地域幅员辽阔,地形地貌有很多差别,在一些地震高发的区域,由于受到了地震的侵害,所以比较重视高层建筑的结构抗震性能,而对于一些平原地区而言,因为发生地震的概率比较小,所以对高层建筑的结构抗震性能不够重视。
3抗震设计中的注意要点
        3.1科学合理地选择结构体系??
        在建筑结构抗震设计中,科学合理地选择结构体系很重要,它不仅能够保证设计的效果,还能直接影响建筑物整体的安全性。在当前阶段,建筑结构体系的选择往往需要从两方面进行考虑,一方面要考虑整个建筑物的受力特性和受力点薄弱位置,另一方面要考虑整体结构强度能否达到相应的标准与要求。其中整个建筑物的受力点要在建筑施工开始之前就考虑清楚,可以先做好各种数据的计算工作,再加以确定,找出最合适的位置。在大多数工程中,都会将建筑的主梁作为受力点,这是具有一定科学性的,因为这种设计可以让垂直方向的重力在最短时间内传导到受力点。而整体结构强度要在建筑房屋结构布置时就开始考虑,在具体的布置中,设计人员应重点关注建筑结构中比较薄弱的部位,可以开展针对性的强化措施来提升薄弱部位的强度,让其强度符合标准要求,从而达到增强建筑整体抗震性能的目的。
        3.2抗震建筑材料
        建筑的抗震性能与其自重大致成反比,即建筑整体质量越大,在地震中受损情况越严重。因此,抗震材料通常具备质轻的特点。此外,为提高结构的抗拉伸能力以及缓冲能力,材料还应具有高强、高韧的特性。常用的具有一定抗震功能的建筑材料有加气混凝土、橡胶、碳纤维等。其中,加气混凝土多用于高层建筑的填充墙和低层建筑的承重墙,是典型的通过大幅减轻建筑自重来增强建筑抗震能力的低密度建材;橡胶是制造隔震层或阻尼器的常用材料,主要通过吸收地震能量起到缓冲减震的作用;而近年来兴起的碳纤维则凭借其密度低、强度高、抗拉伸能力强等综合优势被越来越多地应用于建筑加固或混凝土改性。日本建筑师隈研吾曾使用密布在办公楼周围的混合碳纤维将办公楼与地面相连,从而对其进行加固并取得了良好的艺术效果。

这也是世界上第一座使用碳纤维加固的具有抗震功能的商务办公楼。
        3.3设计平面布置
        平面布置能够对建筑工程抗震性能起到积极影响,如果建筑企业采用了合理的平面布置那么建筑结构抗震性能也能得到提升,如果建筑企业采用的平面布置存在很多缺陷,那么就会导致建筑结构抗震性能根本不能满足居住要求。站在实际角度考虑可以发现,平面布置能够对建筑物性能造成决定性影响,如果建筑设计师能够对建筑内部(房梁、房板等)进行合理布置,那么建筑物出现变形的概率也会变得比较小。我国现在建造的建筑物大部分都是高层建筑,每个楼层都会设计不同的功能,因此每个楼层也要采用不同的平面布置,但在这种形式的平面布置在面对地震灾害时,很容易因为建筑构件出现错位而导致建筑物发生坍塌。再加上有些设计人员在布置墙体时没有重视墙体抗震性能,因此导致墙体没有较高的均匀性和刚度,面对地震灾害时,这种墙体很容易就会出现变形。另外,还有一些设计人员过于追求提高建筑功能,对内隔墙对齐比较忽视,这就导致设计出来的建筑结构不具备良好的力传导性,当面对地震灾害时,产生的地震力就会直接被作用到建筑物内部结构,从而导致建筑物内部结构出现严重变形,甚至直接出现崩塌。为了对这些问题进行解决,建筑设计人员需要从以下几方面进行改进:一、对建筑平面布置在建筑抗震中起到的重要作用进行准确认识;二、设计平面布置时不仅要对建筑工程功能需求进行综合考虑,还要对抗震要求进行全面考虑;三、针对建筑受力均衡性进行平面布置,还要兼顾刚度高低。
        3.4做好高层建筑抗震性能的计算
        在高层建筑施工开始前,要结合项目的实际情况及相关的数据分析,对高层建筑整体的抗震性能做好计算,模拟地震灾害下各个构件之间的最大承载能力,对高层建筑整体的抗震性能做好计算,从而设计好建筑抗震性能的施工方向,充分发挥原材料的抗震性能,保证高层建筑的抗震性能。
        3.5对薄弱环节采用构造措施进行加强
        对建筑工程结构进行设计时,既要对建筑材料进行充分考虑,还要对工程承载性进行有效考虑,同时还要兼顾到工程荷载力。建筑工程设计中都会存在薄弱环节,对于这些薄弱环节建筑设计人员需要提起重视,设计建筑结构时应给予薄弱环节更多的保护,通过加强建设的方式提高其在地震中的承受力。等到正式开始施工后,也要进一步加强施工中的薄弱环节,以此来提高整个建筑结构的抗震性,从而为居住人员提供更安全的保障。
        3.6选择最优的抗震结构体系
        目前,我国在高层建筑抗震结构体系中普遍使用的是抗震墙和抗震结构相结合的方式,这两者结合在一起相当于为高层建筑的抗震性多加了一道防线,在地震灾害到来时,可以先通过抗震墙来减少地震的破坏力,如果抗震墙没有完全过滤掉地震的破坏力,则抗震结构就会开启第二层保护,从而起到很好的保护效果。这种抗震结构框架一方面可以满足高层建筑的荷载需要,另一方面也有很好的抗震性。所以,在进行高层建筑抗震结构设计时,要根据实际的项目需要,选择最优的抗震结构体系。
结束语
        地震作为频发的地质灾害,对人民群众的生命财产安全构成了巨大的威胁。因此,大力发展建筑抗震技术,体现了“以人为本”的思想,对于保障经济社会持续健康发展具有重要意义。本文从工程地质条件、结构抗震设计与抗震建筑材料三个方面论述了建筑抗震技术的主要成果与发展历程,并结合古建筑在抗震方面的优点、现有技术存在的不足及国家政策提出了建筑抗震技术未来的发展方向与潜在机遇。
参考文献
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