建筑结构设计中的抗震设计研究

发表时间:2021/5/20   来源:《城镇建设》2021年第4卷2月4期   作者:张海
[导读] 本文对建筑结构设计中的抗震设计进行了探讨。

        张海
        中广电广播电影电视设计研究院   100045


        摘要:地震灾害的影响较大,对国民经济、社会稳定带来巨大迫害。为此,加强建筑住宅的结构设计、抗震处理十分必要,为此,加强结构设计的抗震优化控制,对社会稳定性、安全性具有重大现实意义。本文对建筑结构设计中的抗震设计进行了探讨。
关键词:建筑结构设计;抗震设计
引言
当前是一个经济全球化时代,我国建筑行业建设发展要与时俱进,跟上时代前进的脚步。抗震设计作为建筑设计工作中的重要内容,每家勘察设计企业都必须认真对待该项工作,只有通过采取有效措施不断提高建筑结构设计安全水平,才能够有效保障建筑工程施工的稳定可靠性。
1 建筑结构抗震设计目标
在进行抗震设计时,设计人员需要严格遵守抗震设防烈度的要求进行设计,每个地区的抗震设防烈度的标准都不同,在设计时,要遵循相应的地区的设计规范,我国建筑结构抗震设计的基本要求是“小震不坏,中震可修,大震不倒”。在这一要求下,在具体的设计过程中,设计人员要设定相应的抗震设计目标。若面对的地区多发常规的小震,则可以将建筑物的抗震设计目的定为建筑物不受损害可继续正常使用。若地区遭受到和设防烈度相同的地震,则需要在设计时,将设计目标定为可以承受部分建筑结构的损坏,但是要尽量降低对人身安全的威胁,且受损坏的设备经修理后仍可正常使用。如果遭遇的地震为罕遇地震,此时的设计目标就是尽量保证建筑物不倒塌。由上述分析可知,对于某个建筑物的抗震设计而言,应该同时满足三个目标,在设计时,一般要从三个层次考虑即多遇烈度、基本烈度和罕遇烈度,使其在不同等级的地震强度下都能尽可能的发挥安全和稳固效益[1]。
2 建筑结构设计中存在的问题
2.1 建筑结构抗震设计效验存在的问题
        目前,想要检验建筑结构的抗震功能效果,一般有以下三种方法:第一种方法是对相应的模型进行分析实验,第二种方法是检测地震时建筑是否被影响,最后一种方法是灾后分析建筑受到的伤害程度。其中第一种模型实验法,检测效果很好,是值得采用的方式。实践结果是最好的证明,但是普通的建筑工程一般都是体积庞大,想要直接采用抗震实验难度较大,也不现实,所以一般会选择用模型来代替真正的建筑结构,在模型上进行实验来预估效果。目前为止,对不同类型的建筑进行过很多关于抗震效果的实验,试验后对于抗震设计的合理性的计算和分析可以做出一定的评判,不过选择不同的软件来评估,得到的结果可能有所不同。检验后也可以帮助人们找寻设计方案的漏洞,来进行深入的优化改进。另外,对模型的一些实验可能会受到模型尺寸的不同和加载时间的长短的影响,对实际地震时建筑物的抗震效果判断有一定的干扰。并且由于地震是难以提前预测到的,而且建筑物实际监测效果和实验中会有所偏差,这些因素都会干扰这种检验方法的合理性[2]。
2.2 建筑结构设计人员存在的问题
由于建筑结构的设计人员的专业能力较低,理论知识方面基础也不够扎实,所以设计方案专业性不够,最后设计出来的工程的抗震效果不够理想,存在或多或少的风险。设计人员不具备足够的抗震意识,他们只关注如何能提高建筑的美观程度,而忽略了整个建筑对地震的防范能力,这样就导致其风险性大大增加。所以设计人员要强化自己的专业素养,巩固专业知识,把设计的重心转移到建筑的抗震能力上来。
3 建筑结构设计中的抗震设计研究
3.1 建筑选址要求
        建筑结构设计的主要任务是地质条件,根据地形和地形选择适当的位置,这与设计是最直接的关系。适用于建筑物位置的位置不仅可以在建筑结构设计的耐震水平上,还能减少施工中建筑物的施工量。最常发生的结构地震是岩石断层和地质结构发生巨大变化所致。如果要避免这样的地震造成的损失,应该避开在地震中有可能出现交叉建筑的建筑物。在软土和地下水丰富的地区,在地震过程中倒塌或倒塌,不利于建筑物的安全。选择土壤硬度和比较好的地区,在没有硬度的地区强化地震中地震波,强化建筑物的崩溃和破裂。条件允许的情况下,现场地势比较平坦,地势平缓,选择土壤平坦的地区,减少工程的难易度,减少地震造成的追加破坏[3]。


        3.2 优化平立面布置
        建筑的平立面结构的设计对整个工程抗震效果有很大的影响价值,如果设计人员能够对建筑进行合理使用的安排,既可以保障建筑物的安全系数处于足够高的位置,又可以提高其抗震能力和效果。在对建筑物的抗震功能进行布置时,在规定的要求下,合理的设计它的平立面可以让建筑物的抗震性能发挥最好的价值。而我们所说的“合理”主要表现在,在设计过程中,首先一定要保证其基本功能不受影响,其次要尽量进行对称化的平面设计,通过这样的设计方法来让建筑物同一个楼层间保持一定的平面刚度。如果能做到这一步,接下来要考虑减少建筑物竖向的凹凸,让竖向的刚度能维持一致的变化。合理的平立面设计应该可以保持刚度的稳定,这样对整体的防震效果更有帮助。
3.3 优化抗震材料
        对于建筑物抗震的最后效果来说,不同的材料的影响程度很大。所以为了保障建筑物的安全系数,选择材料要经过谨慎的判断和分析,尤其是要综合工程周围的环境来考虑,还要参考工程经验来制定合适的刚度和柔韧性。如果想要提高建筑物的抗震效果,最好选择轻质和高强度的建筑材料,而且不同的部件之间的连接延展性需要较高。以这样的标准为参考,所能选择的最适合的材料是钢结构,已经有很多次的真实地震经历告诉我们它的抗震效果较为优异,不过与之对应的,该材料的价格也偏向昂贵。现浇钢筋混凝土不仅结构稳定,而且成本小,抗侧移刚度较为突出,如果搭配合理的设计可以让建筑的延性得到提高。如果采用钢筋混凝土,那相关的施工过程会较为简单,但是它也有弱点,较为明显的就是框架节点等构件接头强度和本身相比,还是比较薄弱。另外如果预制构件的装配过程难免会有次应力,降低整个建筑物的连续性。这样的设计在高烈度地区显然不太适合,也正因如此可以发现,想真正达到提高抗震效果的目的,如何选择和选择什么材料极为关键。
3.4 优化参数计算
        如何设定建筑物应该有的抗震级别和相应的预防措施,应该以其地方不同的自然条件为参考,来做出合理的预设。结构类型不同的建筑物,在地震时的荷载作用力也不尽相同,所以应该根据实际情况做出选择,充分利用计算机来辅助设计过程,设计相应的计算模型来进行抗震效果实验,得到相应的分析和预估,以此确保选择的抗震级别和措施以及相应的参数即合理又有效,最大程度发挥建筑物的抗震功能,使相关的设计方案科学合理[4]。
3.5 优化结构性能
        结构延性的提高应该被设计人员重点关注。所谓延性,简单解释,就是结构在承载力不发生明显变化的时候所能达到的最大的非弹性变形程度。延性是能帮助建筑物在地震时不倒塌的核心参数。如果能设计出较高的延性结构,可以缓解地震带来的伤害,吸收地震的能量,防止建筑物的坍塌。如果构件被损坏,停止工作,会推动结构变成另一种稳定的体系,相应的周期也会有所不同,这样可以有效减少共振效应可能带来的伤害。另外整体性也是不可忽视的重要因素,它能保证部件的有效配合。
        结束语
        地震的发生和发展是不可预测的,自古以来人们就在研究防震抗震设计,虽然取得了很大的进展,但仍然很难有效地提前预测地震,作为一个复杂系统,当地震发生时,建筑物的结构会发生许多相对复杂的演化,建筑结构的抗震设计需要充分结合建筑的规划设计、建筑结构的抗震经验和建筑工程的相关理论,才能有效提高建筑结构的抗震强度。
        参考文献:
        [1]王萌.建筑结构设计中抗震设计要点[J].工程建设与设计,2020(23):5-7.
        [2]岳元元.关于民用建筑结构设计中抗震设计的探讨[J].四川水泥,2020(09):323+327.
        [3]王学威.浅析建筑结构设计中的抗震设计[J].建材与装饰,2020(08):88-89.
        [4]吴振.建筑结构设计中的抗震设计理念分析[J].现代物业(中旬刊),2020(01):90.
       
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