建筑结构设计中的抗震设计研究袁志荣--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

建筑结构设计中的抗震设计研究袁志荣

发表时间：2021/5/19 来源：《基层建设》2020年第35期作者：袁志荣

[导读] 摘要：近几年，国家综合实力明显增强，社会的生产水平不断提高，国家对于建筑结构形式的要求也发生了明显的改变。

        广州大学建筑设计研究院东莞分公院广东东莞 523000
        摘要：近几年，国家综合实力明显增强，社会的生产水平不断提高，国家对于建筑结构形式的要求也发生了明显的改变。同时，在一带一路提倡下，我国在国外也有了许多的工程设计项目。近几年来，全国各地地震频发，地震将对房屋结构造成影响，导致房屋坍塌，造成经济损失。地震具有不可预测性特点，为了保证建筑的安全性能，必须对其抗震设计引起重视。在进行建筑设计时，需要全面考虑抗震性能。结合现代先进的技术和国内外的典型案例，分析结构整体性、规则性与材料等。文章分析了建筑结构设计中的抗震设计方式，旨在提高建筑工程的抗震能力。
        关键词：建筑结构设计；抗震设计；原则与问题；设计分析
        近几年，我国科学技术得到了长足的发展，结构工程设计也在不断发展，结构工程的设计核心之一是结构抗震设计。而建筑房屋也将安全性能、使用功能作为设计的根本，因此，在设计时，应当保证在不可抗力下，房屋仍然能够保持稳定性结构和一定的性能[1]。就目前的工程设计来说，市场中有许多的模拟软件，用于模拟房屋结构，找到其中的问题，优化房屋的抗震设计，但对于抗震设计中的一部分问题，模拟软件仍然无法解决。
        1、建筑结构抗震设计原则分析
        1.1简化原则
        关于抗震设计，从长久的设计经验来看，工程结构设计越简单，其传力越清晰，建筑的抗震性能越好，并且，比较简单的结构设计，其力学性能的计算也更具有准确性和可靠性。因此，在设计中，应当按照实际需求对建筑抗震结构进行简化，优化构件传力途径，这样可以显著提高建筑的承受能力，有效提升房屋结构稳定性及其抗震能力。
        1.2整体性原则
        进行建筑抗震设计，其设计内容不仅仅是简单的针对某一处结构或是构件，而是要将整个建筑作为整体，将抗震设计融入其中，从而满足建筑的抗震性能需求。在实际设计工作中，应当按照整体性原则，对每个结构、构建等进行分析，了解影响结构抗震性能的因素，利用数字模型优化结构参数，提高结构自身的抗震性能[2]。
        1.3规则性原则
        规则性原则首先是在设计过程中，竖向抗侧力构件应当竖向均匀布置，质量和刚度沿高度分布比较均匀等，避免出现刚度突变、承载能力突变以及传力途径突变问题，有效避免结构较大的差异性变形。其次，建筑平面应当规则对称，水平和竖向抗侧力构件应当布置规则对称，确保质量和刚度在平面中分布对称，避免质量和刚度间出现严重偏心问题。
        2、建筑结构抗震设计常见问题分析
        2.1建筑结构参数设计问题
        抗震结构设计主要是为了确保出现地震灾害时，可以减少相关的经济损失和人员伤亡。但是，从近几年我国经历的几次地震来看，目前我国的建筑工程结构抗震设计不能够满足要求，主要存在结构参数不合理、结构应力无法均匀分布等问题，减少了结构耗能能力。其次，没有加强结构薄弱层和薄弱构件，复杂结构也没有实现抗连续倒塌设计。
        2.2没有科学的验证方法
        在以往的抗震结构设计中，关于结构抗震性能的验证，一般会采用抗震模型检验、地震后建筑完好性检验、地震危害问题分析等方式。近几年，我国施工技术体系不断成熟，建筑工程的结构逐渐复杂，工程设计难度增加，所验证得结果可靠性较低。同时，业内均采用实际地震记录和人工模拟进行时程分析，分析结构的薄弱部位，而后对实际的抗震结构设计工作提供参考。而实际上，地震的不可预测性、不确定性，使得分析得到结果与实际发生不吻合，导致抗震分析结果准确性下降。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆

        3、建筑结构抗震设计设计分析
        3.1地基基础设计技术分析
        地基是建筑施工设计中的基础部分，也是整个房屋工程的基础，其结构设计的优劣将直接关系到建筑的质量和结构的稳定性，对建筑抗震能力影响较大。在地基的设计中，首先完善基础资料的采集，比如地质活跃度、施工地区的地质构造、水文情况等等，按照评估结果确定其地基所需承载能力，提出有效的加固措施，譬如基坑深度和支护措施等等，这可以帮助提高建筑结构的稳定性。具体可按照如下方式进行优化：首先，按照工程资料，明确建筑基础相关参数，如地基基础挖深、总面积、桩基直径和深度以及接缝宽度等等；第二，使用有限元模型计算建筑极限荷载，实现荷载组合的优化，明确相关参数；第三，测量及计算地基基础形变量，需依据正常状态进行计算，确定正常状态下结构组合；第四，关于基础高度、承台高度、配筋及验算承载强度等，应当结合极限状态下承载能力荷载效应进行。
        3.2合理选择及使用抗震材料
        建筑结构对建筑稳定性存在影响，而材料则对结构的稳定性产生等影响，巧妙的使用材料也可以有效提升结构的稳定性。如今，市场中已经有许多的优秀的抗震材料，并且在实际应用中凸显出了优势。一般情况下，建筑的主要部位和构建应使用较高强度和韧性的材料，提升其稳定性和安全性。其次，需要考虑到节能和环保要求，例如可使用钢结构、混合结构等，提升其综合性能。
        3.3规范平面和竖向设计
        平面规则与建筑物的稳定性也有一定的联系，这是设计者在设计过程中必须考虑的因素之一。一般情况下，抗震建筑的平面有一定的标准，如凹凸洞口的深度和宽度，平面长度不宜过长，不宜采用转角重叠或腰身细长的平面布置。因此，结构的布置应简单、规则、对称，避免刚度、质量和承载力分布不均。对于形状复杂、开孔凹凸较多的平面，应采取特殊设计或一定的补救措施，最大限度地保证建筑物的稳定性[4]。抗震高层建筑的竖向布置，应避免过大的悬挑和回缩，并应规则、均匀。结构的侧向刚度也应自上而下均匀变化，竖向抗侧力构件应上下连续。
        3.4结构构件抗震设计分析
        在框架结构的设计中，一般以强柱弱梁和强剪弱弯、强节点弱构件为原则。与梁构件破坏引起的局部破坏相比，柱子破坏对整体结构的危害性更强，会明显影响结构的安全性，导致结构出现整体垮塌。因而，为了有效保护柱，必须要提高结构的抗震能力，在梁部设计塑性铰，这样一来，一定的塑性可以吸收地震能。其次，关于强柱系数，梁柱线刚度比等都是相关指标。强柱弱梁可以让梁端塑性铰先出且多出，最大限度减少、推迟柱端塑性铰。合理提高柱的配筋可以实现以上目标。以强剪弱弯为原则，主要是由于剪切破坏的本质是脆性破坏，弯曲破坏则属于一种延性破坏，有预兆，可以及时疏散人员，转移财产[5]。在抗震设计工作中，梁柱的剪力设计值必须依据规范合理调整，保证符合实际。不同抗震等级的梁和柱，必须采用规范要求剪力增大系数，当然，同时还要将材料强度、钢筋面积纳入到考虑范围中。强节点弱构件首先需要有效验算节点核心区抗震性能，在各个抗震等级下，框架节点都需要满足抗震措施需求。
        4、结束语
        在进行建筑结构设计时，抗震属性关系到建筑结构的安全性，抗震结构设计则是其中的重要设计内容。可靠的抗震设计可以保证结构的稳固性，当地震来临时，建筑坍塌风险降低，有效保障了人民的生命财产安全。在设计中，必须综合考虑影响因素，严格规范设计。
        参考文献：
        [1]姚伟伟.建筑结构抗震设计中的抗震结构抗震设计理念[J].建材发展导向（下），2021，19（1）：72-73.
        [2]张青.基于抗震设计在房屋建筑结构设计中的实践分析[J].砖瓦世界，2021，（2）：48.
        [3]王江.抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用研究[J].建材与装饰，2021，17（2）：54-55.
        [4]王名川.高层建筑结构设计中抗震概念设计的应用探讨[J].建筑与装饰，2021，（2）：10.
        [5]王舒琦.建筑结构设计中的抗震结构设计理念[J].建材发展导向（下），2020，18（1）：113.