建筑结构抗震设计方法发展及若干问题分析

发表时间:2021/6/29   来源:《城镇建设》2021年6期   作者:廖青松
[导读] 探讨抗震设计的方法措施,从而满足建筑工程项目建设的发展需求,推动我国建筑业的繁荣发展。

        廖青松
        重庆市设计院有限公司
        摘要:建筑工程结构设计是建筑设计的重要组成部分,其中抗震设计直接影响建筑工程质量安全,文章通过对建筑结构抗震设计的作用进行分析,结合当前抗震设计存在问题,探讨抗震设计的方法措施,从而满足建筑工程项目建设的发展需求,推动我国建筑业的繁荣发展。
        关键词:建筑结构;结构抗震;抗震设计;设计问题
        引言
        地震具有不可预测性,如果地震等级比较高,很多建筑物都会在短时间内坍塌,交通、通讯也会受到严重影响,人们的生命安全也受到严重威胁,社会经济也会造成重大打击。我国很多地区都位于地震带上,为了减轻地震灾害对人们生命财产带来的危害,就要从各方面对地震进行有效预防。建筑物作为人们的居住场所,提高建筑结构抗震性能能够为人们提供更可靠的防护,从而可以为人民群众的人身财产安全提供保障。
        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建筑在抗震设计中应该注意的问题
        2.1建筑结构体系设计中应注意的问题
        建筑结构体系能够直接影响整体建筑工程稳定性,如果设计师设计的建筑结构体系缺乏科学合理性,就会严重影响到建筑物的牢固性,进而导致各种意外事故的发生,甚至在社会上造成严重的不良影响。基于建筑结构设计的重要性,建筑企业进行建筑结构设计时,不仅要进行全方位考虑,还要邀请建筑专家对设计图纸进行点评,从而可以及时发现和调整建筑结构设计中不合理的地方,为建筑工程的稳定性和安全性提供坚实保障。人们对建筑物的基础要求就是要有足够的强度,但是如果建筑结构体系不够科学就会致使建筑物不能承受很大的压力,不能对上部结构进行有力支撑,这时如果遇到地震灾害,就会很容易发生坍塌,从而给居住在建筑物内部的人们带来灭顶之灾。
        2.2短柱和轴压比在设置过程中存在问题
        调查显示,我国许多高层建筑工程在施工的过程中,往往会选择通过增大柱的断面对控制柱的轴压比例进行调整,但是即使采用高强度的混凝土也无法对这种类型的建筑结构进行缓解。限制柱轴压比的主要目的是避免柱子在偏压的情况下产生严重的形变而影响到整体的结构,一旦柱轴压比的比例没有调整到合适的范围,很容易导致柱子的结构被地震作用力破坏,混凝土被压碎,最终导致结构的延性降低,对建筑结构整体的抗震性能造成不良的影响。
        2.3地基选取
        地基是建筑施工的基础部分,其稳定性也将对建筑的抗震性能带来影响。对于高层住宅建筑,若地基的稳定性与平整性较强,建设所得的建筑物整体抗震性能则较为优良;若建筑地基性能欠佳,如存在松软、含水量过高等情况,此时建筑物的抗震性能将被大大削弱。从这一角度来看,需注重对建筑物地基的选择,若因用地规划问题而必须在软土地基上展开施工,则要做好地基加固,使其具有足够的稳定性。


        3建筑结构抗震设计措施
        3.1对建筑结构进行科学合理布局
        基于建筑结构布局的重要性,设计人员需要对建筑结构进行科学合理的布局,从而可以让建筑工程在地震灾害中也能保持稳固。并不是将立体结构进行简单的叠加就能称作建筑设计,要知道每个结构设计都起着相应的作用,都能对整体结构造成影响。如果建筑结构中的承重墙没有起到应有效用或是起到的效用比较小,那么当发生地震时就会给整个建筑结构造成严重影响,最终就会对居住人员的生命财产安全带来严重危害。基于此,进行建筑结构布局时,需要对承重墙位置进行合理设计,同时还要遵守承重墙不先于房梁破坏的建造经验,为人们建造更安全、稳固的建筑工程。
        3.2妥善处理建筑结构的荷载以及抗震构造
        建筑结构的荷载以及抗震结构的类型直接关系到建筑结构的抗震性能,因此为了有效地提高建筑结构的抗震性能,设计师应当协调建筑结构中强和弱的关系,合理地提升剪、节点以及柱之间的位置强度,同时适当地削弱梁、弯以及拉力中心等部位的强度。设计师在设计的时候,应当保证柱端的承载力大于梁端的承载力。除此之外,设计人员还需要根据建筑工程的实际需求对建筑结构中各部分的荷载进行调整,将其控制在材料和架构允许的范围之内。设计人员在对建筑结构进行设计的时候,应当根据建筑结构的实际类型,进一步确定建筑物的抗震构造,保证整个建筑结构和抗震结构同时具备良好的抗震能力,最大限度提升整个建筑物的抗震性能。砖混结构的建筑应当配合使用水平圈梁加内外连续墙的抗震设计,水平圈梁可以施加一定的约束力,从而对地震作用力起到一定的抵抗作用,而内外结构墙的作用主要是加强塑性变化以及提高位移程度,提高建筑工程的整体性以及延展性,有效地提高建筑工程的抗震性能。
        3.3解决高层建筑结构的地基问题
        高层建筑在实际进行结构设计的工作中,应该有比较完善的建筑地质勘察报告,并以此种数据和信息为高层建筑在结构工程设计提供一系列基本的设计根据。高层建筑在实际的结构场地选择上应该选择一些地质比较稳定的基岩,其实际应该选在比较开阔且平坦的、土层比较坚硬的地段,不应该选择一些在实际建设中比较容易发生滑坡或者地质塌陷、泥石流等地段和容易发生地震的地段,地质较好的地段对于建设高层建筑物在抗震方面是非常有利的。
        3.4层间位移限制
        高层建筑的结构特点在于高宽比较大的,位移限值则受到材料、结构体系等多方面因素的共同影响,所以,在高层结构的设计工作中,应做到统筹兼顾。必须合理设计钢筋混凝土结构的位移限值,以便提高稳定性,确保其功能可正常使用。高层建筑更容易受到地震的影响,此情况下将伴随更明显的层间位移现象,因此,抗震体系设计时,需加强对层间位移的限制,避免在地震时出现大幅度位移的问题。同时,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
        综上所述,在高层住宅建筑规模逐步扩大的背景下,加强对结构的优化设计极具必要性。通过科学分析从建筑结构合理布局,层间位移限制等手段,以提高建筑抗震设计水平,从而保证建筑具有良好的抗震能力,满足建筑工程结构设计要求。
        参考文献
        [1]朱敏.高层建筑抗震设计中存在的问题分析[J].工程建设与设计,2018(10):6-7.
        [2]刘柳.中国建筑结构抗震设计方法发展及若干问题分析[J].门窗,2018(2):132.
        [3]耿海刚.高层建筑抗震结构设计问题分析[J].城市建设理论研究(电子版),2017(11):63.
       
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