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摘要:在建筑工程的建设过程中,质量安全始终是摆在建设者面前的一个重要课题,随着经济的发展和人口的增长,住房问题越来越严重,建造了许多摩天大楼来解决住房问题。因此,在建筑的设计和施工中,抗震性能十分重要,这部分一直是建筑师设计的重点。抗震设计是在发生地震时保持建筑完整性的重要元素,因此,我们有必要充分了解建筑结构工程抗震设计的重要性以及建筑结构工程抗震设计的要点。当然,抗震设计必须符合结构安全、可靠性和高经济效益的基本原则。抗震设计是基于科学合理的技术,必须确保在地震时抗震设计可以发挥作用,保证建筑物遭受地震之后经过短时间的修缮工作就可以继续使用,这大大降低维修成本,实现利益最大化。
关键词:建筑工程;结构设计;抗震问题
引言
针对住宅建设结构,合理的抗震设计尤为关键,其直接影响建筑结构的施工效果。此时要从建筑结构入手,做好抗震优化设计工作,形成完整的抗震体系,为建筑物的稳定使用提供支持。
1建筑设计和抗震设计的作用以及关系
设计抗震功能之前,首先需要注意建筑设计的合理性,一般来说建筑设计都是经过了设计师的精密计算与反复推敲,因此想要改变结构来提升建筑抗震性能属于非常困难并且也非常危险的行为。提升抗震性能的过程中,改变结构显然是不可能的,但是可以根据施工预案中对于各个位置加强布局,从而保证整体结构质量。这种改善的方法能够在保证原本设计结构不改变的情况来加强结构的整体稳定性,原理并非加固,而是保证各个受力点之间的受力逐渐均匀,因此在地震来临时不会轻易发生形变,也就提升了建筑的抗震性能。如果在施工的过程中没有考虑到抗震的实际需求来进行施工,那么后续进行抗震性能加强就会导致非常困难,因此加强抗震性能需要站在整体的角度上来对抗震设计进行约束。在实际加强的过程中想要将各个位置的部件进行加强,材料无法改变,那么就需要加强面积,这难免会产生一定的浪费。由此可见在抗震设计的过程中,这一过程需要考虑到非常多的问题,因此属于较为复杂的流程,需要考虑到全面的设计内容。
2建筑结构地质抗震设计中存在的问题
在房屋建筑结构抗震设计中,要重视建筑结构的均匀分布,提升建筑结构构件的合理布局,保证结构的连续、均匀。在建筑结构设计中,平面结构较为复杂,为了保证结构平面与立面的平整、均匀和连续性,要对房屋建筑地下部位结构与地上部位结构进行衔接布置,如果防震缝上下部分脱离,就会导致抗震性能降低。另外,如果上下构件呈现不同的结构,上下不吻合,就会导致构件规范不合理、不标准。为了使建筑结构符合转换层的要求,就要调整换换层抗震控制效果,避免出现薄弱层或断裂层。
3加强建筑结构工程抗震设计的措施
3.1科学选择结构体系
通常,建筑结构工程的抗震设计概念要求以下两个条件:①稳定;②合适。通过选择科学合理的结构工程体系来满足结构的变形和抵抗力要求。建筑物必须具有一定的刚度,才能在一定程度上承受自身的载荷,并有效防止变形;当地震发生时,才能对较大的地震力辅以缓冲,以防止对建筑物造成局部损坏。因此,在选择结构体系时,必须要明确建筑物传力的途径和受力的计算,转换层的使用应尽量避免,这样可以降低建筑物倾斜或局部受损的几率,从而保护建筑物。
3.2合理的地震作用传递途径
在房屋盖梁结构的抗震设计中,应充分考虑水平荷载和重力荷载的作用,形成一条高效、简洁的传力途径,以便荷载能够精准传递到达各竖向构件,如墙、柱、基础等。1)在无转换层建筑中布置竖向构件时,最合理的结构优化选择是使竖向构件在垂直重力荷载作用下的轴压力作用于竖向构件的几何中心,减少偏心距。2)超建筑结构中,应尽可能地保证抗侧力结构体系达到贯通的状态,以满足直接传力的要求。常见的抗侧力结构有框架、剪力墙、支撑等,若因设计需求而导致其沿竖向存在变化,应保证该变化具有均匀性与连续性,以改善结构的受力条件。
3.3构件间的连接加固设计
各部分构件的可靠连接是建筑结构具备优良抗震性能的前提。有效的结构连接可以最大程度地降低建筑物倒塌的风险。如果原建筑结构构件的承载能力满足要求,但构件之间的连接较差,仍然会对整个建筑结构的抗震性能产生影响。常用的构件连接加固方法有拉杆加固、钢夹加固、注浆锚杆加固、更换构件加固等。当砖墙与梁、柱没有有效连接时,往往使用拉杆加固,钢筋的一段用膨胀螺栓焊接在梁或柱的斜孔位置,另一端固定到砖缝等,可实现比较好的连接加固效果。梁、顶棚、隔墙之间的连接常采用钢夹加固,可在很大程度上防止墙体倒塌。采用注浆锚杆加固可以大大提高建筑砖混结构中墙体之间的连接质量,通过加一根长锚杆,使长锚杆的一端与外柱或外纵墙预埋件牢固连接。另一端嵌入内横壁。此外,如果建筑结构中存在延展性差、强度低的部件,可以通过更换部件来提高延展性和强度。更换部件的方法也有很多,可以根据实际情况选择合理的更换方法。
3.4注意建筑竖向布置
建筑在竖向布置的过程中,需要注意刚度以及质量的问题,这一问题将会对抗震性能产生较大的影响。竖向布置一般都应用在单层或者多层的建筑当中,这是由于每层使用过程中发挥的功能都各不相同,如果不进行处理,很容易导致上下楼层之间的质量不同。例如一栋中低层建筑,底层或者下三层设计的过程中准备用于商业用途,那么为了尽量展现出良好的商业效果,就需要使用大柱距,从而展示出更大的空间。这样的设计并无问题,但是如果除了底层或者三层以上的空间用于居住,那么往往设计的过程中就会有比下几层多几倍的墙体,也会导致质量不均匀。不仅如此,在使用的过程中有些楼层还会设置大空间的会议厅、展厅、报告厅,这就导致建筑在使用的过程中质量参差不齐,甚至每一层之间的质量有着极大的差距。而这种设计直接展现出来的后果就是建筑竖向刚度质量分布不均匀,容易出现刚度突变,形成扭转效应。尤其是有些楼层在建设的过程中没有进行刚度加强,导致刚度差距过大,成为了整个建筑的薄弱层,一旦地震发生,往往这一层就会瞬间坍塌、扭转、形变,进而对整体结构产生致命的影响。在实际使用的过程中需要注意,很多建筑都存在着这种上下墙体不一的现象,尤其是支撑柱,有些楼层有支撑柱,但是下一层往往就没有,这种墙体不连续的现象都将会影响楼体对地震力的处理。除此之外,在设计的过程中还需要关注剪力墙的作用,剪力墙在实际使用的过程中最好能够应用到底,如果中断就会导致剪力墙的受力出现问题,不利于抗震工作的开展。在1995年,日本阪神大地震中很多钢筋混凝土建筑发生了整体塌陷,这就是由于在建设的过程中不同楼层之间的受力不均匀。未来在竖向设计的过程中,需要尽量将剪力墙应用到底,不要中断,并且要均匀分布,从而避免出现地震扭转现象。
结语
综上所述,在建筑结构的抗震设计中,要对建筑整体的抗震性能进行分析,重视对建筑结构抗震性能的优化。我国地域广阔、地形多样,地震发生的因素不同,为了更好地加强地震抗震的技术规范水平,就要重视建筑结构的基础设计,从设计技术操作规范入手,提升建筑抗震性能,更好地提升后续房屋建筑的施工管理工作。
参考文献:
[1]张以刚,刘旭.房屋建筑结构的抗震设计要求探究[J].住宅与房地产,2017(9).
[2]冯国将.房屋建筑结构抗震设计要求分析[J].城市建设理论研究(电子版),2018(6).