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摘要:抗震设计理念在建筑设计过程中尤为重要。在抗震结构设计要综合多方面因素全面考量,相关建筑设计人员要全面掌握基于抗震结构原理与建筑材料性能,在此基础上利用相关方面的理论知识对建筑结构进行综合设计,以此确保抗震性能良好。我国地震灾害多发,由此可见建筑结构中的抗震设计在整体建筑设计中意义重大。由于地震发生难以准确地进行预测,更要应提高建筑物自身的抗震性能,减少地震带来的损失。本文针对建筑结构的抗震设计进行分析,希望可以提高现代建筑结构抗震设计理论水平。
关键词:建筑结构;抗震设计;方法
1 建筑工程结构抗震设计研究的关键意义
在很早以前,我国在对建筑结构抗震标准方面就提出了“小震不坏、中震可修、大震不倒”的准则,所以大部分结构设计人员都意识到了建筑结构抗震能力的重要性,并且按相关规范、标准要求进行建筑结构抗震设计,以保证建筑抗震能力得到显著的提升,继而保障建设物的整体安全稳固性,这样就能最大程度上降低地震对民众生命财产安全的影响程度。因此结构设计人员的责任重大,如何使建筑在地震来临时发挥出应有的抗震能力,保证人民生命安全与财产安全是结构抗震设计人员需要重点研究的内容。
2 抗震设计原则
2.1科学性原则
建筑物抗震效果很大程度取决于结构抗震设计,建筑物抗震设计必须要遵守科学性和合理性,才能使建筑物抗震性能既经济又可靠,这样才能最终实现抗震最终目标:小震不坏,中震可修,大震不倒。建筑物结构宜简单规整,如果过于复杂,则荷载分布不均匀并且集中荷载相对较大,地震会对建筑结构造成更大破坏。所以,建筑物在进行平面设计时,要尽量刚度、质量分布较均匀,从而提高建筑物的抗震效果。在结构设计时,要考量建筑物的鞭梢效应。建筑物超出屋面的高度不宜过高,要满足设计规范要求。如果不可避免平面不规则现象,则要着重计算离建筑物刚心较远处剪力墙的设计计算。
2.2规整性原则
在结构设计初步阶段,建筑设计人员需先计算建筑物的力学性能,而其中最重要的就是结构的抗侧力。结构抗侧力体系合理,可以使建筑结构受力更均匀,完整性更高,从而建筑物的稳定性更良好。另外,在建筑物构件的设计中,强度变化要均匀。在此基础上,结构设计人员就要保证在设计中尽量实现建筑物造型平面立面对称。更值得一提的是,建筑物所在地区的震级是抗震性能设计中要遵循的大原则,所以,建筑结构的抗震设计要整体考量,保持建筑物外观规整,确保建筑物在地震等次生灾害面前有较强的抗震性能。
2.3刚度原则
地震来临时,建筑物受到各个方向上面的力的作用,合理的刚度可以确保证建筑结构满足抗震要求。如果建筑物刚度不符合要求,抗震性能不足以抵挡地震外力作用,建筑会受到严重的损坏。但如果刚度特别高,韧性不够,会造成建筑在受到不均匀外力发生断裂。这样,建筑物结构会面临更大的失稳风险,因而结构设计师在设计工作中要综合考量,真正做到建筑构件刚柔结合。使得建筑物在地震力的作用下减少脆性破坏从而瞬间坍塌。通过相关设计工作的研究发现,抗侧力构件的合理使用也可以提高建筑物的稳定性。因而,需在规范的设计标准之外,提高抗侧力结构的选用的优化。
3 建筑结构设计中的抗震设计要点
3.1高层建筑结构平面以及建筑竖向布局
抗震设计对于高层建筑来说,其结构设计在抗震性能方面的表现,主要受到墙体与柱子之间所存在的平面位置的影响。因此,设计人员在对于民用高层建筑结构进行设计时,应当充分解决这一关键因素所引发的问题,以更加科学的方式对于高层建筑的平面和竖向位置进行合理布局,这样便可以使建筑物的抗震性能得到大大提升。
为了解决这一问题,要求相关设计工作人员首先要确保竖向与平面结构的构建是干净整洁的,其次则要求建筑物的刚度重心和质量重心能够紧密结合,使民用建筑结构以更加均匀分配的形式展现。这种设计方案不仅可以使建筑物的整体形状十分美观,同时还能够有效促进建筑结构的抗震性能提升。
3.2慎重选取建筑结构体系
在建筑结构的设计过程中一定要慎重选择建筑结构的体系。在抗震设计中,建筑结构的方案设计是重要因素,须得到相关设计人员的重视。恰当的建筑结构体系可有效保证建筑的整体安全。一般来说,在建筑结构的设计中需注意以下几方面。首先在抗震的设计过程中,相关人员一定不能以偏概全,防止出现个别的建筑物结构问题影响到整体建筑物的抗震性能的情况。其次,赘余度在建筑结构中一定要体现出来,这样如果建筑物中的个别结构出现了问题,整体的抗震性和稳定性也不会受到影响。再次,要清晰掌握地震的传递路径,做好设计工作中的计算图。设计竖向结构时,在垂直重力荷载条件下,须保证其在相应条件下,压应力的水平保持均匀。且在设计过程中一定要保证荷载力在转换层经过转换的次数不超过2次,不少于1次。最后,设计人员要特别注意保证建筑结构体系的强度与刚度,这两点要保持在适当的水平。要在建筑的抗震设计工作中,确保均匀地分配每个建筑结构部件的强度和刚度。为使建筑结构的设计符合整体的要求,防止在建筑物区域出现个别部件刚度不足的情况,一定要科学合理地分配钢度和强度。
3.3加强多重抗震防线设置
在建筑过程中也要注意设置多重抗震防线。对于建筑结构的抗震设计而言,多角度布局非常重要。在建筑结构设计的过程中,可人为增加加固措施,使建筑整体抗震能力得到更好的提升,整个结构更加稳定。在进行人为抗震措施设置过程中,要集中在关键的环节。通过采取多角度布局的方式,可提升对建筑自身振动与地震之间的合理区分,这样也能够有效减少共振问题的发生。通过一系列的设置,可大幅降低地震对于建筑结构的影响,降低地震所造成的灾害,也能最大程度地减少人们的损失。一般来说在设置抗震防线时,可优先使用具有良好延展性能的材料,其次选择一些适合作为防震设计的部件,再设置其他防线。这样通过多重防线的设置,能大幅度缓冲地震的冲击力,同时有效降低地震的破坏。需注意,在设计中一定要合理布置整体结构部件,加强整体框架的连接水平,设计时还要遵循相关原则,这样才能保证结构设计的合理性,构件的受力能力也有一定程度的加强,使建筑物的安全性能大幅提升。
3.4合理计算建筑结构参数
在抗震设计中要合理计算建筑结构的参数。在抗震设计具体方案设计和落实时,一定要结合实际的情况,才能设计出具有针对性和有效性的抗震设计方案。所以在建筑结构抗震设计过程中,相关设计人员需要科学合理计算与其相符合的参数,保证参数的有效性和准确性。还需要科学合理分析现有参数,通过这些步骤大幅提高参数的整体利用率,而且能保证这些参数的准确性和有效性。例如,根据损失计算结果可制订科学合理的应急方案,同时方案要体现于各个环节中,这样对预防地震灾害具有有效的保障作用。
结束语
综上所述,相关工作人员在开展民用建筑结构设计的过程中,必须要合理应用相应的抗震技术,从而使民用建筑受到地震灾害的或坏于损失降到最低。这要求设计人员在建筑结构设计时,充分了解建筑项目的实际情况,有效结合抗震设计要求以及环境影响因素,对于施工过程中的每一个环节进行不断的优化,掌握好建筑整体抗震性能的技术要点以及建筑结构刚度的设计要点,从而为我国建筑行业的长期稳定发展提供坚实有力的基础。
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