关于建筑结构抗震设计措施的研究

发表时间:2021/6/22   来源:《基层建设》2021年第8期   作者:李少成
[导读] 摘要:抗震设计在建筑工程中具有重要的作用。
        深圳市天华建筑设计有限公司  518034
        摘要:抗震设计在建筑工程中具有重要的作用。目前建筑工程抗震设计中还有一些问题,需进一步得到重视和改善,从而提高建筑工程的抗震能力,有效地保障人民群众的生命财产安全。本文主要探究了建筑结构抗震设计措施,以供参考。
        关键词:建筑结构;抗震设计;措施
        引言
        抗震结构设计是建筑结构设计工作的重要组成部分,同时也是建筑工程设计水平和质量的决定性因素。要想实现理想的抗震能力和效果,需要相关设计人员充分重视抗震结构设计的原则,并注重其实际应用,由此为居民提供一个更加安全舒适的生存环境。
        一、建筑结构抗震设计概述
        安全性是房屋建筑的本质要求,是衡量其质量优劣的重要指标。房屋建筑在使用过程中会遭受各种各样不可抗力的影响,特别是具有突发性和不可预见性的地震,在对房屋建筑进行结构设计时,防震安全必须得到应有的重视。在对建筑结构进行抗震设计的过程中,必须保障建筑结构的基本功能,换言之,必须在充分保证建筑结构具备应有的基本功能的前提下,做好必要的强化,以提高构件本身的抗震性能。一般而言,剪切破坏是不具备延性的,因此抗震结构出现剪切破损的部分将会丧失抗震能力。如果在抗震结构的柱端出现剪切破损严重的情况就会让建筑物局部或整体的抗震结构产生坍塌。当前,根据不同地震强度有着不同的抗震设计要求,包括地震影响最大系数、反应水平、地震加速度等,不仅如此,在对弹性进行计算的过程中还会发现,同一场地的同一建筑结构大、中、小震的作用效应不同。针对不同的抗震设防烈度,地震效应增大系数会形成不同的数值,因此在实际应用抗震设计理念的过程中,必须要引起注意。对于大部分建筑结构而言,采用竖向分布的方式,合理设置层高及楼层荷载,可有效避免建筑结构出现薄弱层,保证建筑整体布局均匀。
        二、房屋结构抗震性设计原则
        1、简化原则
        设计人员应该明确一点,结构形式越简单,建筑的抗震性越强。相较于复杂的建筑结构设计,越简单的结构其力学计算的准确性越高,从而实现加强对建筑结构平衡性的控制力度,有效简化抗震结构设计,提高建筑抗震性能。除此以外,简单的设计结构还可以大幅减少地震作用力对建筑结构的破坏,有效提高建筑对地震作用力的承受能力,全面提高建筑结构设计中抗震设计的质量。
        2、整体性原厕
        在进行建筑结构设计时,设计者应该立足于整体进行抗震结构设计。由于建筑的抗震性概念是作用于建筑结构的各个环节之中,因此设计者在进行抗震性设计时,需要从整体出发,科学全面的考虑各种因素对抗震性的影响,增强不同结构构件的协调性,从而有效加强结构的抗震性。另外,设计者还应该注意明确不同部位的力学特征,结合实际情况优化完善整体结构的抗震性,确保建筑在满足多种功能要求的前提下,保证建筑结构的稳定性、整体性,为保护居民生命财产提供保护。
        3、抵抗性原则
        为了确保建筑结构在受到地震作用力时,依然可以保持较强的稳定性,设计者在设计建筑抗震结构时应该着重注意对结构抵抗性的设计质量,从而实现建筑结构的安全性与稳定性。为了确保结构抵抗性达到设计预期,设计者应该先预测理想的抵抗性效果,之后以此为目标进行设计,确保房屋结构可以在受到地震破坏时,受到的损失最小。同时设计者还应该注意严格控制抵抗力,保证建筑结构受力平衡,进一步增强结构稳定性。
        三、建筑结构抗震设计措施
        1、场地和地基的选择
        建筑的场地以及地基的选择对于高层建筑的抗震能力具有直接的影响,是建筑抗震设计的基础。

在进行建筑场地以及地基的选择时,应该充分了解当地的地震活动情况,对当地的地质情况进行科学的勘察,在收集丰富资料的基础之上对场地进行综合的分析和评价,评估当地的抗震设计等级。对于一些不利于抗震设计的场地应该尽可能的进行规避[4],而实在无法规避的应该有针对性的做好相应的处理措施。在高层建筑地基选择过程当中应该尽可能的选择岩石或者是其它具有较高密实度的基土,从而提高建筑地基的抗震能力,尽可能的避开不利于抗震的软性地基土。对于一些达不到抗震要求的地基,应采取相应的措施进行加固和改造,使其能够符合相应的标准。
        2、隔震和消能减震设计
        对于一些有特殊要求的高层建筑,除了一般的抗震设计之外,还需要进行隔振以及消能减震设计,从而达到最佳的抗震效果。首先在场地和地基的选择上应该尽可能的选择密实度较高的地基,从而在地震发生的时候能够有效的减少地震能量对建筑的破坏,减少共振发生的可能性。根据建筑的实际需要设计建筑的隔震系数,选择相应的隔震支座,合理布置隔震及消能减震构件,同时考虑风力对建筑所产生的载荷。在建筑构件的选择上应该使用延性较好的材料,从而减少地震能量对建筑的破坏。
        3、常用的加固设计
        为有效的提高建筑结构的抗震能力,应根据建筑结构的实际情况采取相应的加固措施,在进行加固方法选择时,应具体考虑以下几个方面的因素:第一,对于一些机构设计存在缺陷的情况,应根据实际情况增加构件进行加固,或者采取具有较高抗震能力的构件代替原有构件。对于需要提高承载力或结构整体刚度的情况,可采用增设构件、扩大原截面、设置套箍等方法;如建筑结构整体性连接达不到抗震的标准,可以有针对性的对结构进行相应的调整,这样可以分散地震力,减少破坏。建筑中与建筑结构不相关的构件,在地震时有可能倒塌而造成危害,应适当进行加固。
        4、设置多道抗震防线
        当第一道防线的构件被强烈的地震作用破坏之后,后备的第二道甚至第三道防线可以继续抗击后续的地震冲击,避免使建筑物倒塌。高层建筑的结构形式可采用具有联肢,多肢和壁式框架的框架剪力墙、框架筒体结构或筒中筒等多道抗震防线结构体系。必须强调的是其设计不能陷入只凭计算的误区,若结构严重不规则,整体性差,单纯按照目前的结构设计理论水平,是很难确保结构的抗震及抗风性能。所以,结构设计中必须重视抗震概念设计,并要求建筑师和结构工程师一起把好初步设计这一环节。
        5、改善短柱抗震性能
        高层建筑整体框架的抗震能力必须满足“强剪弱弯”的要求,其柱体也须满足强柱弱梁的要求,这样才能保证柱子不先于梁破坏、不发生剪切破坏。我们可以通过采取措施减少短柱的截面尺寸,以提高其延性和承载力,从而改善其抗震性能,具体的措施有:第一,尽量使用复合螺旋箍筋,以提高短柱的抗剪承载力以及对混凝土的约束作用,从而提高短柱的抗震性能;第二,采用分体柱,一般情况下短柱的抗剪承载力要小于抗弯承载力,因此可以通过削减短柱的抗弯承载力,使其与短柱的抗剪强度持平或略低,从而使短柱在地震作用下能先达到抗弯强度后再出现其延性的破坏;第三,使用钢管混凝土柱,钢管混凝土是套箍混凝土的一种特殊形式,其内部的混凝土在受到钢管的侧向约束之后会呈现三向受压的状态,从而大幅度提高混凝土的极限抗压强度,使混凝土的延性得到极大地改善。
        四、结束语
        地震灾害给人们的生命和财产安全造成了极大的危害,在进行建筑结构抗震设计过程中,建筑结构设计人员须充分认识到抗震设计的重要性,并严格控制建筑抗震设计的各个要点,以便于提高建筑结构的整体抗震性能。
        参考文献
        [1]邱雪莲.建筑结构工程抗震设计思路及策略的研究[J].住宅与房地产,2016(03):92.
        [2]闻奇光.建筑结构抗震设计理念与方法分析[J].地产,2019(09):121 -122.
        [3]王宜.抗震结构设计理念的应用与设计要点探究[J].住宅与房地产,2019(15):75.
        [4]建筑抗震设计规范:GB50011-2010(2016年版)[S].北京:中国建筑工业出版社,2016.
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