苏伟成
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摘要:近年来人们生活水平的提高,对建筑施工质量的要求也在提高。地震是一种较为严重的地质灾害,尤其是在城市中发生的地震,很容易导致楼倒屋塌,对人民群众的生命财产安全造成威胁。未来针对地震这一地质灾害,需要使用更好的建筑设计方式来尽量降低其对建筑的影响,从而保证建筑安全。在工程建设的过程中,建筑设计需要在其中掺杂防震理念,这能够全面提升整个工程的抗震功能。本文就建筑工程结构设计中抗震问题展开探讨。
关键词:建筑结构;抗震设计;问题
引言
随着我国大城市化进程的不断加快,越来越多的人进入城市,这虽然给城市带来了人才和劳动力,但是也增加了城市住房问题的负担。为了解决这个问题,增加住房数量,城市中修建了无数的高楼大厦,而高楼的建设中建筑整体的抗震性能尤为重要。因此,在高楼大厦未建设前,相关设计人员需要对建筑结构抗震设计进行全方位的考虑,并结合施工地点的实际情况,设计出科学且合理的建筑结构抗震设计方案,建立完整的预防体系,从根本上促进工程项目质量与抗震能力的稳步提升。
1抗震设计的意义
地震活动是一种很难准确预测的自然灾难,以现在的技术手段不可能准确地对地震活动做出预测。但是依据现实条件,提前采取防护手段也是一种非常好的预防手段。对于非选择性、危险性大的地震活动,如何用科学的理念和技术来预防地震的损害、来减少地震造成的各种损失。现在,世界上绝大部分的国家都有各自的建筑抗震设计规范。小型地震不会对建筑结构造成损害,中型地震可以做到对建筑物进行加固建筑物仍然可以使用,在大型地震建筑物不会倒塌保证人员的安全。这一抗震设计原则得到了广泛的认可和推广,极大地提高了建筑结构的抗震性能。受到地震灾害影响过程中,如果建筑物的使用功能和所采用的结构布置不协调,那么结构体系的抗震性能难以得到有效利用。当出现破坏时,新建的建筑费用要比维修旧建筑的费用高。从经济成本来讲,是非常不合算的,所造成的经济损失是无法估计的,这是建筑结构抗震设计的首要任务。
2高层建筑设计在建筑抗震设计过程中的几个主要设计问题
2.1注意建筑体型
建筑使用的过程中,平面形状以及整体主体都决定了建筑的体型,如果建筑较宽,虽然降低了高度,但是平面过大,属于地震当中受损最严重的位置。在唐山地震中,受损最终的位置就是侧翼过多或者平面较宽的位置。如果在实际施工的过程中,尽量将平面的形状修正得简单一些,那么就会降低地震对于建筑的损害,简单来说就是不要让空间形状过于复杂,否则会导致建筑在地震中容易受损。方形、圆形、矩形、扇形都属于在地震当中维持较好的形状,因此可以将之应用在建筑平面上。除了平面之外,建筑立体空间形状也决定了建筑的体型,立体空间形状方面需要注意尽量维持对称,防止体型也随之出现不对称,这代表着建筑的质量和刚度分布不均匀,容易出现扭转反应。因此,在建筑设计的过程中,为了更好地抗震,需要注意控制建筑体型,一方面尽量使用恰当的形状,另一方面需要注意保证对称。
2.2依据抗震标准,规范平面设计
一般情况下,建筑抗震平面具有一定标准要求,如凹陷口宽度与深度直接影响整个建筑的结构稳定。工作人员在设计作业中应重点考虑平面规则设计是否符合有关规定和标准,并对不符合标准要求的建筑物凹口及时采取补救措施或是重新进行抗震设计,从而保证建筑工程自身的稳定和牢固性。主要的弥补方式有以下几点:选取最佳材料进行缺陷弥补,可选取韧性较好的建材凸显整个顶部部分;建筑构架的合理设计,也可选取韧性好的构架材料进行设计,利于后期数据分析和计算。
2.3合理选择抗震场地
由于抗震场地的选择是建筑结构抗震设计的主要内容之一,因此在抗震设计过程中需要先对抗震场地进行评选。首先,考虑到地震灾害通常会在极短时间内对建筑产生破坏,因此要对土质较差和容易液化的土地进行避让。其次,如果出现只能在土质较差土地上施工的情况,则应该采取一些必要的处理措施来增强地基强度,以此降低风险。最后,如果施工场地内出现滑坡或地裂的情况,应及时找出最有效的应对措施,将可能发生的危害风险降到最低。除此之外,对于一些必须进行填土的场地,应及时对施工场地、底层地基进行强化处理,从而确保场地内的填土位置能够具备抗震设计所需的强度。
2.4提高建筑物抗震强度
建筑物强度和刚度在建筑结构抗震中起着重要作用,科学的分流地震对建筑物的伤害也能起到降低地震危害的作用。当发生地震灾害时,建筑物本身强度和刚度能够对地震力进行抵抗,如果能够将地震力分流到整个建筑上,让整个建筑共同负担地震力,就可以防止因为一个点受到的伤害过大而导致这个点出现局部崩坍,从而对整个建筑造成严重影响,这对于增强建筑物抗震性能也能起到很大作用。
2.5高层建筑抗震等级选择
对于高层建筑物来讲,建筑物在抗震等级的选择问题,是高层建筑物在结构抗震设计方面的主要根据,抗震等级如果选择不正确的话会给高层建筑物带来许多安全隐患和问题,对于高层建筑物的成本投入也会形成极大的浪费。所以,在实际高层建筑物的抗震等级选择上,要根据建筑物的世界级场地类型、抗震的强度、建筑物的实际高度。建筑物的结构类型等多个因素进行综合型的评定。相关结构设计及工作人员要在实际设计中熟练掌握建筑物在结构抗震设计的规范和常识,并逐渐提升建筑物的实际抗震等级,可以有效降低高层建筑物的安全隐患问题。
2.6设置多道抗震防线,明确设计注意事项
对建筑工程结构体系进行分析,不难发现完善的结构管理体系一般由很多延性的分体组织体系所组成,而不同的分体组织体系需经过对其延性结构的了解,促使其产生很强的抗震性。经常应用的框架剪力墙建筑结构就是结合了框架和剪力墙延性的拓展而建成的。一旦发生强度大的地震时,就会对部分分体组织体系造成破坏,其余分体组织体系则可构建抗震防线。从内力的分布角度可看出,建筑整体结构主要是利用多道抗震防线抵御来自地震灾害的破坏,以防建筑物出现倒塌现象。此外,分体组织体系之间的主要连接构件,如剪力墙,采取科学的设计可使其能够在遭受地震灾害时发生一定的塑性变形,从而降低地震灾害带来的危害,并有效地保护主体结构。
2.7对地震外力能量吸收进行合理布局,对能量传递进行合理设计
设计建筑结构抗震性时,先要科学设计建筑结构,确保建筑结构能够有效传递地震外力能量,还可以对这些能量进行有效吸收。为了达到这个目标,设计人员不能将建筑物的墙和柱分散到不同平面上,对于梁的轴线也要和前两者保持在同一平面,这样设计的建筑结构不仅可以在双向对抗地震力,还可以减轻地震形成的弯剪力对建筑物造成的破坏,从而提高了建筑物的安全性和牢固性。
结语
建筑行业的未来发展影响了我国经济的整体发展水平,未来提高建筑物的抗震性能决定了整体抗震设计的水平。在地震发生之后,建筑物的抗震设计水平能够在最大的程度上维护受灾群众的人身伤害和经济损失。因此在未来建筑设计的过程中,需要注意使用合适的方法来控制建筑设计和抗震设计之间的关联性,建筑设计是抗震设计的实施前提。在开展抗震设计的过程中,需要将建筑设计与结构设计进行综合考量,保证这两者能够处于稳定的发展状态。只有两者进行整合,才能够抗震性能得到发挥,将抗震水平进行提升。
参考文献
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