关于民用建筑结构设计中抗震设计的探讨鲁艳朋--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

关于民用建筑结构设计中抗震设计的探讨鲁艳朋

发表时间：2021/5/7 来源：《基层建设》2021年第1期作者：鲁艳朋梁新宇

[导读] 摘要：随着建筑体系快速的发展，现阶段，我国的综合国力显著提高，随着社会生产力水平的不断提升，我国社会对建筑结构形式的需求不断变化。

        天津市天友建筑设计股份有限公司
        摘要：随着建筑体系快速的发展，现阶段，我国的综合国力显著提高，随着社会生产力水平的不断提升，我国社会对建筑结构形式的需求不断变化。近年来，地震发生频率较高，受地震作用而发生破坏的房屋数量较多，地震作用的不可预测性和突发性带来了较大的经济损失和人员伤亡。为促使建筑物能够具备一定的抗震性能，需要在结构设计过程中对抗震设计进行充分考虑，综合借鉴国内外抗震设计的经典案例对各个项目的抗震设防烈度、抗震等级及抗震概念设计等工作进行评估、优化和改进，以全面提升建筑工程结构的抗震性能。
        关键词：民用建筑；结构设计；抗震
        引言
        我国大部分区域处于地震多发地带，自1949年以来已经出现了多次罕遇地震。地震灾害造成的损失主要是由于建筑结构体系的倒塌性破坏引发的，建筑结构体系的可靠性就显得格外重要。抗震设计的理念在结构体系中是至关重要的，在抗震规范中规定，处于抗震设防烈度区的建筑物要遵循小震不坏、中震可修、大震不倒的抗震设防原则。为了满足抗震的设计要求，各种形式的建筑结构以及减震隔震的构造措施被研发出来，本文主要探讨建筑结构体系的抗震设计。
        1房屋结构抗震性设计原则
        1.1简化原则
        结合以往的设计经验得知，在抗震设计过程中，所设计的结构形式越简单，传力越清晰明了，其抗震性能也越高，而且简单的抗震结构在进行力学性能计算时，其计算结果的可靠性和准确性也越高。对此，在应用设计中，可以结合实际情况适当简化房屋抗震结构计算模型，优化结构构件的传力途径，这样能够有效提升房屋建筑对建筑地震作用力的承受能力，全面提高房屋建筑在结构设计中的抗震性能。
        1.2整体性原则
        展开建筑抗震设计时，设计内容不只是针对某一个建筑内的某一个部位，而是将抗震设计贯穿到整个设计过程中，从而提高建筑整体的抗震性能。在具体设计过程中，需要从整体性设计出发，使其满足各大指标要求。对各种可能影响结构抗震性的影响因素进行分析，借助数字模型对于结构参数进行优化处理，以此来提升结构本身的抗震性。而且对于构件需满足其抗震构造措施的要求，避免应力集中等问题的出现，从而提高结构本身的稳定性和可靠性。
        2抗震设计的意义
        地震活动是一种很难准确预测的自然灾难，以现在的技术手段不可能准确地对地震活动做出预测。但是依据现实条件，提前采取防护手段也是一种非常好的预防手段。对于非选择性、危险性大的地震活动，如何用科学的理念和技术来预防地震的损害、来减少地震造成的各种损失。现在，世界上绝大部分的国家都有各自的建筑抗震设计规范。小型地震不会对建筑结构造成损害，中型地震可以做到对建筑物进行加固建筑物仍然可以使用，在大型地震建筑物不会倒塌保证人员的安全。这一抗震设计原则得到了广泛的认可和推广，极大地提高了建筑结构的抗震性能。受到地震灾害影响过程中，如果建筑物的使用功能和所采用的结构布置不协调，那么结构体系的抗震性能难以得到有效利用。当出现破坏时，新建的建筑费用要比维修旧建筑的费用高。从经济成本来讲，是非常不合算的，所造成的经济损失是无法估计的，这是建筑结构抗震设计的首要任务。
        3抗震结构设计中的常见问题
        3.1结构参数设计不合理
        进行抗震结构设计的主要目的在于，在地震灾害出现时，能够降低灾害带来的经济损失。从目前的应用情况来看，结构参数设计并不满足抗震要求，并且结构应力分布不均匀，降低了结构的耗能能力。另外，还应对结构的薄弱层或薄弱构件进行加强，并对一些复杂结构进行抗连续倒塌设计。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

        3.2缺少可靠的验证方式
        结合以往的设计经验，进行抗震设计内容合理性验证时，经常使用到的检验方法是：（1）使用抗震模型来开展模拟检测；（2）在地震发生后，对建筑完好情况进行检验；（3）进行地震危害问题的分析。施工技术体系成熟度的增加，使得建筑工程内容的复杂度也在提升，若是直接进行抗震试验，很难得到可靠的反馈结果。因此，借助BIM技术、数字技术来建立建筑工程的三维模型，进行模型的抗震试验，以此得出建筑的抗震等级，为抗震设计内容调整提供数据参考。从实际应用情况来看，受预测技术成熟度的影响，不同模拟软件得到的模拟结果也存在不同，这也导致评估结果不一定与实际完全相符。
        4抗震设计在建筑结构体系中的具体应用
        4.1钢筋混凝土结构抗震设计
        剪力墙结构采用钢筋混凝土墙作为主要承重构件，能承受各种荷载引起的结构内力，有效地承受结构的水平力，不产生较大的水平位移。剪力墙结构广泛应用于高层建筑中，这种结构体系的抗震性能相对较好。框架剪力墙结构是震区高层建筑的常用承载体系，因为主要由剪力墙承受水平荷载，所以抗震性能比纯框架结构要好。在框架结构中设置足够数量的剪力墙，具有较大的水平荷载承受能力和可观的抗侧移刚度。同时形成比较大的空间，满足建筑不同功能的要求。框架结构是指梁与柱通过刚性或铰接连接形成的建筑结构体系，即梁与柱形成框架，共同承受使用中的水平载荷和垂直载荷。框架结构的墙体不承重，只有隔离的功能，一般材料有加气混凝土砌块、空心或多孔砖、膨胀珍珠岩、蛭石、陶瓷墙板等。在地震破坏实例中，大部分框架结构只有轻微受损，但仍有一些框架结构建筑物严重受损甚至倒塌。对地震破坏的调查表明，大多数房屋倒塌性破坏的主要原因是柱端出现塑性铰接、柱端剪切破坏和节点区域破坏。
        4.2建筑地基基础设计要点
        在建筑结构的组成中，地基基础属于非常重要的内容之一，其抗震能力也会影响到建筑整体的稳定性。因此，在该环节的抗震设计中，需要在前期做好基础资料的采集工作，如区域地质构造、地质活跃度等，根据评估结果来确定该工程地基所需要具备的承载力，根据区域地质构造来明确基础加固措施，如基坑深度、支护措施等，从而起到提升结构稳定性的作用。结构设计人员应依据GB50007—2011《建筑地基基础设计规范》、JGJ3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》、GB50011—2010《建筑抗震设计规范》、GB50010—2010《混凝土结构设计规范》等规范对设计工作进行如下优化调整：1）结合该工程的相关资料，对于建筑基础参数内容进行明确，内容包括地基基础挖深、基础总面积、桩基直径/深度、接缝宽度等。2）利用有限元模型对建筑极限荷载进行计算，以此为基础来优化荷载组合，并对相关参数进行明确。3）进行地基基础的形变量监测和计算，计算时参考正常状态来完成，对于该状态下的结构组合进行确定。4）根据承载能力极限状态下的荷载效应标准组合，对基础或承台高度、基础内力、确定配筋和验算材料强度进行计算。
        结语
        随着社会经济不断进步，土木行业蓬勃发展，我们更要注意的就是地震对建筑物带来的影响，要不断降低地震对建筑物的破坏，也就意味着我们要加强建筑物抗震设计，逐步提高建筑物的抗震性能，本文立足于建筑结构的抗震结构设计原则，以期抗震设计方面提供相应理论支持。
        参考文献：
        [1]李令令，金源东，尚传鹤等探讨混凝土结构在建筑抗震结构设计的应用见解[J].四川水泥，2019（4）：15-16..
        [2]魏琏.王森中国建筑结构抗震设计方法发展及若干问题分析[J]建筑结构，2017（1）：1-9.
        [3]杨勤.关于高层建筑钢筋混凝土结构设计问题的探讨[J]建材与装饰，2018（11）：124-126