刘春
中国二十二冶集团有限公司,河北省唐山市 063000
摘要:地震具有超强的破坏力, 属于难以精确化预测的地质灾害, 会对广大民众人身财产安全构成较大威胁。所以目前在建筑结构设计中强化抗震设计至关重要。但由于受到技术水平以及多项影响要素限制, 我国在抗震结构设计中仍旧存在较多问题, 当前需要进行深入探究。结合案例对建筑结构设计中抗震结构设计问题进行分析, 拟定应对策略, 提升抗震结构设计成效。
关键词:建筑结构设计; 抗震设计; 设计问题
1 建筑结构设计中抗震结构设计的作用分析
建筑抗震设计是人类抵御地震灾害的重要手段,可在地震发生时最大限度的确保建筑主体结构的稳定性,减少因建筑物倒塌引起的人员伤亡。2019年第一季度中,我国四川及青海地区均遭受不同程度的地震灾害,其中2月24日至25日,四川自贡荣县连续发生了4.7级、4.3级、4.9级地震,造成2人死亡,14人受伤,4.1万间房屋受损;3月28日,青海茫崖市发生5.0级地震,造成部分房屋受损,直接经济损失6亿元。可见,地震灾害对建筑结构稳定性有巨大威胁,而经过抗震设计,可确保建筑物能抵御常规性地震,降低人民的生命和财产危险。当遭遇罕见的强震或巨大地震时,具有抗震设计的建筑物可保持整体结构完整,不至于发生坍塌,有效减少因地震引发的人员伤亡[1]。
2建筑结构设计中抗震结构设计问题分析
2.1 抗震设计验证不完善
抗震设计检查也是提高建筑抗震能力的重要策略。主要有三种检验方法:(1)震后对建筑物的完整性进行检验;(2)利用地震模型进行模拟检验;(3)研究分析地震对建筑物的破坏。在建筑工程中,由于其规模大、结构复杂,很难直接进行抗震试验。因此,我们可以先建立建筑结构模型,然后对模型进行测试,从而得到建筑物震后的具体情况。由于不同仿真软件之间或多或少存在差异,仿真结果也会有所不同。另外,由于目前采用的预测技术还不成熟,所以抗震设计验证结果也不准确。
2.2适用性
在建筑结构中,抗震结构设计的适用性是关键。在抗震结构设计过程中,设计人员对施工现场的调查和背景调查不够,会导致抗震结构设计方案与实际工程要求不符。最后,建筑工程抗震结构设计失效,出现了重复设计和设计周期延长的现象。不利于工程的整体进度控制,设计方案的适用性对工程实际应用中的安全性有很大影响。
2.3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。
2.4抗震设计概念混淆
在设计抗震结构时,必须要以“大震不倒,中震可修,小震不裂”为目标,尽可能的降低地震引起的损失。要想实现建筑结构的良好抗震,只进行抗震设计是远远不够的,要是想充分确保建筑体的抗震能力,还需要增强关键位置的抗震设计。另外,还应当设计可以削减地震作用力的薄弱环节,从而尽量减缓地震发生的进度。
3建筑结构设计中抗震结构设计问题优化策略探析
3.1设置多道抗震防线, 明确设计注意事项
从建筑结构体系的基本要素来看,完整的建筑结构体系主要由不同的延性子体系组成,通过有效地连接各延性结构,可以起到良好的抗震作用。如普通框架-剪力墙结构主要由延性框架和剪力墙组成,其中多肢剪力墙由多个单肢剪力墙组成。如果发生严重的地震灾害,会导致相应子系统的损失,但仍有不同的子系统可以构筑抗震防线。在内力分布上,整个结构可以通过多道防线抵抗地震力,避免建筑物倒塌。另外,分体机之间的连接构件,如剪力墙连梁,通过合理的设计,可以在震后产生塑性变形,减小地震影响,有效地保护主体结构。
在建筑结构抗震设计过程中,要分析结构的平衡性,在设计中要规范建筑质量和刚度分布的均匀性,以保证建筑在不同方面都能突出规律性。在设计过程中,如果设计复杂度高,会导致质量分布不均。当建筑物的变形程度加深时,就会导致建筑物主体结构的破坏。
如果建筑物外观不规则,内部结构复杂,震后扭转问题会扩大,降低抗震性能。因此,在抗震设计过程中,有必要对地震灾害后的影响进行分析,以确保建筑主体结构能够满足基本建设标准的要求,提高建筑结构的稳定性。
3.2分析建筑选址要求,提高建筑布局标准化
在建筑结构设计中,要分析工程施工区的周边环境地质条件和地形条件,选择最佳施工区。常见的构造地震主要是由岩石破裂后不同程度的错动引起的,对地质构造影响很大。为了控制这类地震灾害的损失,建筑工程可以建在地表错动位置。为避免在软土层、地下水含量高的地区建设,这些地区地震后会发生多种不同的地质灾害,造成更为严重的安全事故。如果土体硬度不合理,地震发生后会产生强烈的地震波,导致建筑物不同程度的倒塌。在施工条件允许的情况下,施工场地可选择在土质密度高、地形开阔、施工难度低、能减少震后灾害的地区。
建筑平面和立面的布置对其整体抗震性能有很大的影响。科学的建筑平面和立面设计可以有效地增强建筑的抗震性能,提高建筑的整体质量。在建筑设计过程中,要保证平面和立面的合理布局,避免承载力、抗侧刚度和建筑质量发生较大变化。结构对称性会降低地震扭转效率,建筑结构的平面布置需要使刚心与质心重合。
3.3 确保结构的整体性
建筑结构的整体性是抗震的关键因素。结构的稳定性和安全性与其整体性有着密不可分的关系。结构中各个部件有机的整合到一起, 才能保证高层建筑面临自然灾害时能有保证较好的稳定性。因此, 需要采取一些有效的措施, 提高结构构件之间的连接。特别是混凝土和钢筋之间, 可采用带肋钢筋等方式, 提高钢筋与混凝土之间的粘结力。对于组合结构, 比如钢材与混凝土梁构成的组合梁, 应该在钢梁上焊接栓钉, 并且采用足够多的抗剪连接件, 使两种材料的构件能有有效的组合到一起, 既有效的发挥混凝土抗压强度高的特点, 又能发挥钢材抗拉强度高的优势, 同时也能节省成本。
4 建筑结构的选择
在抗震结构中,最重要的是抗震结构的选择。如何科学合理地选择建筑结构是影响最终工程整体抗震效果的重要因素之一。良好的结构选型可以保证建筑物的整体性,提高抗震性能。在建筑中,增设抗震线可以大大提高人们的生存概率,并可以提高建筑结构的整体抗震性能。选择延性好的原材料设置抗震线,然后选择其他适合抗震设计的材料和构件设置更多的抗震线。设置多道防线的好处是可以有效缓冲地震的冲击,减少地震造成的损失,减少损失。在设计和施工期间,地震灾害不仅是影响建筑物的唯一因素,而且环境的变化也会导致建筑物内部结构受到多重应力的影响。因此,在建筑抗震设计中,还应注意其结构构件的平衡和合理分布,以免多重应力影响建筑的安全性能。如果建筑物受到地震灾害的影响,不仅会发生地质活动,还会产生结构荷载和空气效应,影响建筑物的整体结构。因此,在抗震设计中,必须对地震灾害造成的其他影响进行综合分析,全面保证建筑物主体结构的强度满足规范要求,防治地震灾害造成的巨大损失,提高建筑物的安全稳定水平。
5结束语
总之,在建筑结构设计中,建筑结构的抗震设计是整个建筑结构设计的重要组成部分之一。为了更好地避免地震在生产生活过程中给人们带来的灾难,相关建筑结构设计师在进行建筑结构设计研究和建筑结构工程设计的过程中,应该从宏观的角度出发,对建筑结构设计进行综合处理。
参考文献
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