建筑工程结构设计中抗震问题的分析

发表时间:2021/6/24   来源:《建筑实践》2021年2月下6期   作者:王璐 李盛 魏非非
[导读] 当前我国建筑行业的稳定发展过程中对于建筑工程的建设水平也提出了更高的要求
        王璐1  李盛2  魏非非3
        联创新锐设计顾问(武汉)有限公司  湖北省 武汉市 430000

        摘要:当前我国建筑行业的稳定发展过程中对于建筑工程的建设水平也提出了更高的要求。对于城市规划的需求也将会越来越大,进而促进高层建筑更加快速地发展。建筑物的抗震设计能够有效减少人员伤亡,并能够极大程度地保护人们的生命财产安全。鉴于此,文章主要针对高层建筑结构抗震设计进行阐述,分析了高层建筑结构抗震设计的方法,最后提出了加强建筑结构抗震设计的措施。
        关键字:建筑工程;结构设计;抗震问题;研究分析
        引言
        在建筑施工中,应探讨建筑物的抗震问题,并采取适当的抗震措施,以长期防震。建筑工程必须注重发展抗震设计,采用不同类型的结构,提高抗震减灾能力,吸收大量地震能量,最大限度地降低地震破坏程度。目前,隔震与减震技术在建筑方面的研究与应用已取得一些成果和经验,隔震与减震技术大大增强了建筑的稳定性、安全性,使国家现代科学技术得到了提高,地震突发时人们的安全保障得到了提高,但依旧存在较多问题有待解决。结构控制与隔震减震设计的各种方法各有优缺点,因此必须结合具体情况选择其中几种进行优化组合,在不断优化建筑结构隔震与减震设计要点的基础上,切实保证整体工程质量安全。
        1建筑结构抗震概述
        建筑物的抗震减震性能与阻尼有着直接关系,建筑物的阻尼大小对于消耗地震能量有着重要作用。减震措施正是利用这一点,通过增加建筑的阻尼来消耗地震来时的地震能量,从而保护主题结构免受震害或减轻震害。一般效能构建应设在结构的两个主轴方向,这样可使两个方向的阻尼和刚度都有附加。在高层建筑设计中,要充分利用这一功能,适当调整建筑设施内部的阻尼值,利用建筑设施的阻尼来降低地震带来的损害。为了更好地保证主体建筑的稳定性和抗震性,使其能最大限度地抵御地震带来的灾害,建筑减震已成为建筑行业的发展趋势。我国发生过几次重大地震后,越来越重视建筑内部的抗震和减震设计,减少建筑物的结构变形,对主体结构进行全面保护,以防建筑遭到严重的损坏。
        2建筑工程抗震设计主要原则
        2.1 建筑结构的合理
        保障建筑工程的整体使用性能、满足人们的使用要求,在工程结构设计的时候,需要对整个结构的基础内容进行全面的研究,从而保证建筑工程的承载力和强度符合相关规范的要求。从工程的整体结构设计出发,要保证建筑内所有的结构进行综合分析,从而提高整个工程的抗震效果。
        2.2 抗震理念与结构设计结合
        针对于当前我国高速发展的建筑行业而言,建筑工程的设计是整个工程设计中非常重要的基础前提。一些所有工程的设计一般都是在建筑工程施工之前完成,而实际的施工会受到一些自然因素、地质环境以及人为因素的影响,从而导致设计与施工之间存在相应的不符。为了有效地提高整个工程的施工效率,保证按照设计方案全面的施工,就要确保建筑设计的科学和合理性。同时,还要对工程中可能存在的变化进行预测分析做出相应的调整。建筑工程的抗震理念也要合理的应用到建筑工程设计中,它是将整个抗震设计和建筑融合为一体,建筑物的抗震能力既可以保证自身的质量和使用寿命,同时还可以在面对强烈地震的时候保护群众的安全,避免出现坍塌的问题。所以,在建筑工程结构设计的时候,要加强对抗震问题的研究,通过合理的抗震技术和设计方法,保证建筑工程在面对自然灾害的时候减少不良的损失。


        3建筑工程结构设计中抗震措施
        3.1建筑构造保障抗震性能
        在进行建筑的抗震结构设计时,需对抗震不利的地方进行有效加强处理,并且进行多层次抗震设防,以保证建筑能满足抗震设计要求。建筑物的抗震体系由主体结构安全和维护构件安全两个层级。换言之,建筑物的抗震设计除了结构概念设计外还包括维护墙体、外墙门窗、幕墙及饰面装饰材料等设计。从事建筑设计行业,需要了解到施工现场最容易犯建筑构造上的低阶错误,而设计中则是更多注重对结构主体的把控,忽视对建筑构造细节的表达。对于很多建筑,特别是医疗教育建筑,发生地震时除了结构不应被破坏,还应该考虑项目的整体安全,保证项目能为抢险救灾所用。所以,建筑设计时首先应选择合适的墙体材料,尽量不选薄壁型空心砖、大孔径空心砖等类型的砌体构造,此材料在地震作用下极易被地震剪力所破坏,不利于抗震;其次对外墙幕墙设计时需要将一些具有良好延性的结构构件,使用合理的方法进行有效连接,才能使构件与建筑主体协同工作,避免地震时产生次级伤害。同时应尽可能考虑到建筑的每一个构造节点的细节,这样才能够达到国家的抗震设计要求。建筑物精细化设计是建筑抗震设计的必然趋势,设计过程中不能对结构主体和维护设施有区别对待,需要根据建筑的具体要求来处理好两者之间的相互关系,这样才能保证建筑物的安全,避免人祸与天灾同行。
        3.2运用高延性结构消震和隔震
        高延性结构可以有效提高抗震能力,并且有着良好的吸收地震能量的作用,我国当前在建筑的防震设计及后期施工过程中,为增加建筑结构的延性、整体刚度,对结构节点构造进行了科学合理的设计,以减少地震作用带来的不利影响。必要时可采用减震、隔震设计,确保建筑结构的安全、经济、适用。
        3.3超高层建筑主体结构施工质量检测
        由于超高层建筑主体结构的材料大多是钢筋和混凝土,利用这些类材料进行施工时必须要符合相关质量与性能要求,否则会影响到建筑安全与使用效果,因此必须要重视对主体结构的施工质量检测。首先,主体结构施工质量检测需遵循三项原则:一是合法性原则,即在检测时必须要确保符合国家相关法律法规要求;二是公平性原则,即在检测时必须要给出具备严格法律效用的检测报告,严禁出现舞弊现象;三是准确性原则,即在检测时必须要采取科学的检测方法并端正工作态度。其次,在检测前注意要明晰检测重点,先结合主体结构方案、相关技术标准、国家法律法规等制定一套科学合理的检测方案,并提前给施工单位做好交底,确保各方都充分明晰检测的重点后再开展实际检测工作。
        3.4合理设置嵌固端
        对于没有地下室的普通建筑结构,其结构的嵌固端位置比较明确;对于带有地下室建筑结构,且地下室的结构刚度和受剪承载力相比上部楼层较大时,地下室顶板可作为嵌固端;对于带有地下室建筑结构,但地下室顶板由于开设地下中庭、开大洞、半地下等原因,不能满足嵌固要求时,此时的地下室顶板是不能作为嵌固端的,嵌固端位置可能下移;对于带底盘的地下室,上部结构地下室顶板与周边地下室顶板存在高差时,若该高差小于首层层高的1/3,且嵌固端满足刚度和承载力的要求时,嵌固端可取在地下室顶板处,但需采取加强措施;若该高差不小于首层层高的1/3时,地下室顶板不能作为嵌固端,还需对高差位置处的梁或墙采取竖向加腋或斜撑等的处理措施。
        结语
        随着我国社会经济水平的不断提高,高层以及各种超高层建筑在城市建设中的应用越来越多。为有效保障人们生命财产安全,必须重视对高层建筑结构的抗震设计,尤其是进行抗震概念设计能有效降低地震对建筑物的损害,提升社会经济效益。一旦再发生地震灾害的时候,可以有效的减少对人员的伤亡以及财产的损失,确保整个建筑工程的使用效果,实现我国建筑行业的健康稳定发展。
        参考文献
        [1]陈宇飞,郝绍金,马贵红,等.超限高层建筑结构抗震设计失效分析[J].工程抗震与加固改造,2020,42(6):175.
        [2]程洁,李茜.高层建筑结构抗震设计和加固措施分析[J].工程技术研究,2019,4(4):197-198.
        [3]宿专青.高层建筑结构抗震设计中的不足及对策分析[J].住宅与房地产,2019(5):81.
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