王琳
江苏浩森建筑设计有限公司 江苏 常州 213000
摘 要:社会经济的不断进步带动了建筑工程的发展,在当前环境下人们对于建筑的结构的安全性能提出了更高的要求。在房屋建筑结构设计中应用优化技术,实现房屋建筑结构设计的持续优化化完善,确保房屋建筑结构的整体稳定性、可靠性以及安全性。本文从当前建筑结构设计中的抗震设计理论入手,探讨建筑结构设计中抗震设计的优化措施。
关键词:抗震设计;地震;建筑结构
前言:
地震是一种严重的自然灾害,每年给我国带来严重的经济损失,部分地区处于地震地带,因此注重抗震技术在房屋工程结构设计中的应用对于提升房屋建筑质量,减少人员伤亡和经济损失具有重要作用。建筑结构中抗震设计是一项囊括多方面专业知识的内容,需要设计者掌握建筑的抗震设计理论和设计方法。
一、建筑结构设计中抗震设计理念
作为一种特殊的地质灾害,地震不仅发生突然,而且影响范围大,在现有的技术条件下并不能做到准确预测,更不可能做到预防和规避,因此想要降低地震带来的影响和危害,必须从建筑本身的抗震性能出发。抗震设计理念作为保证房屋建筑安全稳定的核心因素,在设计建筑结构的过程中必须要得到重视。目前国家根据不同地震强度有着不同的抗震设计要求,包括地震影响最大系数、反应水平、地震加速度等,不仅如此,在对弹性进行计算的过程中,还会发现,同一场地的同一建筑结构大、中、小震的作用效应不同。针对不同的抗震设防烈度,地震效应增大系数会形成不同的数值,因此在实际应用抗震设计理念的过程中,必须要引起注意,从而在整体建筑中提出有针对性的抗震防震理论,进而在进行这个工程项目的抗震防震设计,重视该建筑的整体防震抗震设计,最终把这种设计有效的付诸行动,才会得到非常好的抗震建筑。在对建筑结构进行抗震设计的过程中,必须保障建筑结构的基本功能,换言之,必须在充分保证建筑结构具备应该具备的所有的基本功能的前提下,做好必要的强化,以提高构件本身的抗震性能。剪切手段所产生破坏能力是不具备延伸性的,因此当抗震结构出现剪切破损的部分就会丧失抗震能力。在进行建筑结构抗震设计时,应该严格遵循相应的原则,使得即使受到地震灾害的影响,也可以将人员的伤亡和财产的损失降低到可以接受的范围内。
二、建筑结构设计中抗震设计的优化措施
1建筑选址
做好建筑选址对于提升建筑整体的抗震能力非常重要。在进行建筑结构设计前期,应事先考虑到建筑施工的场地选择,并对现场进行实际考察时,设计人员应避开地壳易断和断层、土质松软、容易发生泥石流等地区进行施工,从而避免后期建筑工程施工中出现事故问题。从以往发生地震对于建筑的破坏特点来看,建筑结构的抗震设计应在建筑工程立项之初就进行,首先体现在建筑设计的选址上。由于建筑地基内存在着软弱粘性土壤以及不均匀的土层所造成的,在该种情况下如果没有对建筑地基进行相应的加固处理或者是对建筑结构进行合理设计,通常情况下就会造成相应的土地塌陷以及滑移等状况,从而对建筑物产生较为严重的破坏。具体来讲,应该尽量选择地质相对平坦的区域,在土层稳定坚固的位置进行建筑施工,规避地基沉降问题,在进行建筑地点的选择时应注意避免将建筑建立在非岩质的柔软沙土地或者是河流边缘以及容易发生滑坡的丘陵地带。如果存在一些对建筑的抗震设计不利的地段,就要想尽一切办法来避开,而如果没有办法来避开的时候,那么对这些地方就要选取有效的抗震措施,以此保证建筑的安全性。
2结构形式的选择
合理的建筑结构应避免由于地震发生而建筑结构发生破坏的现象。
抗震设计的主要目的就是,当地震发生时,即使建筑内部的一部分结构丧失支撑功能,其余结构也可起到承担作用,从而避免整个建筑结构发生形变而造成的危害。在建筑的抗震设计中,应保证建筑结构整体具有合理性,应保持其自身的基本性能,例如强度、刚性、稳定性等。当前阶段我国所常用的建筑结构形式主要有砖混结构、钢筋混凝土机构以及钢混组合结构和钢结构等。建筑结构形式的选择,应主要根据建筑区域的不同或者是建筑结构的不同设防烈度要求进行选择。建筑结构抗震设计的关键,在于对结构质量、结构刚度的均匀分布,以及对建筑平面结构和立面结构的合理布局,如果建筑本身的结构混乱,布局复杂,则稳定性必然会受到一定的影响,在发生地震时,可能会加大损坏程度。相反,如果建筑结构规整,地震发生时,可能起到一定的扭转作用,降低地震的破坏作用。
在房屋建筑结构的抗震性设计中,一个重要的内容就是对房屋立面和平面的设计,为了保证房屋建筑具有足够的抗震性,就需要工程单位在施工建设方案设计阶段,有专门的人员来对立面和平面进行分析,要保证建筑的刚度中心和结构质量中心保持一致,并且也要尽可能的呈现出简洁和规则的一面,不能出现凹凸不平现象。除此之外,对于房屋的屋顶设计也要考虑到这方面内容,房屋屋顶作为房屋结构中的重要构成要素,在确保其具有够强的牢固性前提下,要尽可能的将其高度降低。对于存在的凸角设置不合理的情况,势必会造成在地震发生作用力下造成建筑受力的不平衡,从而使得建筑结构的刚度大大下降,最终对建筑结构本身造成较为严重的伤害。随着建筑高宽比的增大,在遭遇地震灾害时,结构倾斜与侧移的程度也会增加,在应力的作用下建筑结构可能会出现剪切破坏。因此,在需要做好建筑高度与宽度的合理设计,在充分考虑建筑本身用途的情况下,将其高宽比控制在一个合理的范围内。此外,设计工作者还需要对各种设计优化方案进行具体解释说明,并在后续技术交底过程中帮助施工人员对设计优化方案进行深入了解,确保设计优化方案在实际施工过程中的落实成效同时,及时发现设计优化方案中存在的问题,早发现早解决。
3提高抗震延性
房屋建筑结构是一个统一协调整体,通过相应的抗震措施的制定来保证建筑结构实际所需要的延性抗震能,以此保证建筑结构抗震设防目标的实现,只有建筑整体中各个部分的延性和强度达标,整体抗震才有可能。基于此,对于建筑结构中的薄弱部位就需要给予重点关注,加强对薄弱部位的保护力度,才能够保证建筑结构可以承受更大压力。利用有效的抗震构造措施能够保证塑性铰能够产生强力的塑性变形能力,从而确保防震结构整体的防震能力。一是混凝土的极度压缩变化会对受地震影响区域的高度产生严重的影响;二是会对结构延性造成恶劣的影响并且阻碍防震结构的延伸性能,让抗震结构失去一定程度的塑性变形性能对于防震结构设计方案来说,延性能够起到至关重要的作用。为了保障防震结构中具备合理的延性,应当对延性的相关影响要素展开科学有效的分析。一般情况下,想要保证建筑结构具备较好的抗震性能,首先需要提升结构的延性,使得各个构件能够可靠连,以抗震性能较高的框架剪力墙结构为例,就是利用延性框架和剪力墙的组合来保障结构的稳定性。对受控钢筋的配比率严格控制,保证受压钢筋的有效作用,利用提高箍筋来维持防震结构的整体质量。在建筑基础与上部结构之间安装隔震层,将其进行隔离,从而降低由于地震作用而产生的能量传播,实现最大限度的建筑结构抗震性能。隔震层的水平刚度对于房屋的隔震效果具有直接的影响,为了实现隔震技术作用的最大发挥,应将隔震层的水平刚度适当降低。在实际设计工作中可以通过采用多层橡胶的结构代替部分隔振器的使用,同时增大单个隔振器的受力面积,以实现房屋整体稳定性的提高。
三、结语
总之,在建筑工程抗震设计中,应从安全可靠性和功能技术性等方面出发,设计出具有较高安全系数和美观外形的建筑,并通过建筑结构抗震性能提升,才能在以后的施工建设当中,能够更好的把这些危害降到最低,确保房屋建筑结构的安全。
参考文献:
[1]高茹茹.抗震设计在建筑结构设计中的应用研究[J].四川水泥,2016,(4):71
[2]李凯.高层混凝土建筑抗震结构设计探讨[J].工程建设与设计,2018(06):6-7