建筑结构设计中的抗震结构设计研究 王渐

发表时间:2021/6/29   来源:《基层建设》2021年第5期   作者:王渐
[导读] 摘要:工程建设的过程中,不仅仅需要注意抗震理念的运用,同时也需要注意抗震设计与房屋建筑自身设计之间的关系,从而提升整体效果。
        辽宁省大连市城市设计研究院  辽宁大连  116021
        摘要:工程建设的过程中,不仅仅需要注意抗震理念的运用,同时也需要注意抗震设计与房屋建筑自身设计之间的关系,从而提升整体效果。合理且科学地运用不仅仅能够提升工程质量,同时也能够保证人身安全,运用的过程中主要包括高度、承重量、整体布局、功能设计等等。想要强化抗震性能,就需要在诸多施工变量当中进行分析与计算,一方面优化居住环境,一方面提升抗震性能。
        关键词:建筑;结构设计;抗震结构;设计
        1高层建筑进行抗震设计时需要遵循的标准
        (1)将高层建筑的侧移控制在合理范围内。人们普遍认为建筑物就应该是横平竖直的,其实这种认知是片面的,因为合理的侧移对于建筑物的整体质量是没有影响的,建筑物完全可以正常投入使用。但在设计时一定要做到精准,将其控制在一个合理的范围内。
        (2)将高层建筑的承载能力作为核心要素。建筑物的承载能力直接决定了建筑的质量水平,建筑物的承载能力分为纵向和横向两种,其中横向的承载能力会随着建筑物的增加而不断变化,因此,在设计时要特别关注建筑物的横向承载能力,尤其是高层建筑,高度越高,横向的承载压力就越大。
        (3)将高层建筑的延展性作为关注重点。高层建筑的延展性能是相关人员在设计时需要关注的重点内容,设计人员应不断提高设计水平,以此来提高建筑物的延展性能。高层建筑的高度越高,整体面对的压力越大,就会导致建筑物变形,一旦发生地震灾害很容易造成建筑坍塌,给人员的生命和财产安全带来巨大损失。所以,设计时一定要提高建筑物的延展性能,最大限度地保障建筑物的稳定性。
        2建筑结构抗震性能设计中的问题
        2.1高层建筑数量不断增多
        我国是世界上人口最多的国家,随着我国经济的快速发展,近几年,人口开始向一线和二线城市集中。人才的集中化发展促进了我国经济的发展,加快了我国经济和科技发展的速度,但同时也给这些一线和二线城市带来了巨大的人口压力。人口问题不仅会造成资源短缺、环境污染以及交通堵塞,同时也会带来很大的住房压力。为了有效地解决这一问题,许多建筑工程的负责人抓住这一商机,开始大批量地建造楼层较高的建筑物,导致我国现在高层建筑的数量持续增加,许多建筑物的高度甚至已经超出了国家的相关规定。建筑物的高度会对建筑结构的抗震性能造成严重的影响,建筑物的楼层较高,会影响到建筑结构的正常性能,地震发生之后建筑物无法按照设计对地震力进行消耗和分散,最终导致地震力的破坏力大大加强,给人们的生命和健康安全带来了风险。
        2.2高层建筑抗震性能体系有待完善
        我国不仅国土面积广阔,而且存在不同的地理地貌,很多地区属于地震的多发地区,为了降低地震灾害造成的人员伤亡和经济财产损失,我国在高层建筑抗震性能方面有了很大的提高。结合我国的实际情况,提出了相应的抗震性能标准。但需要注意的是,这套标准与世界先进水平还有一定的差距,比如,西方国家对于抗震性能的标准提出了具体要求:在地震多发地区要提高相应的抗震标准,对于非地震多发区可以适当降低抗震标准。而我国目前提出的相关标准却是一概而论的,这套标准在使用过程中已无法满足不同地区、不同高层建筑的要求,如果所有的高层建筑都采用统一标准,不仅会导致建筑成本的增加,而且不利于高层建筑抗震性能的发展。在进行高层建筑抗震性能设计时,要因地制宜,具体问题具体分析,只有这样才能提高不同高层建筑的抗震性能。
        2.3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。


        3建筑结构抗震性能设计水平的提升措施
        3.1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。
        3.2注意建筑平面布置
        平面布置是建筑设计过程中的重要组成部分,它能直接反映建筑的使用功能和实际需求。因为在今后的建筑布局设计过程中,需要注意尽量保持结构的对称性,包括质量平衡、刚度平均、对称协调。一旦发生地震,如果建筑物左右两侧的质量差过大,就会导致扭转,即相互拉扯而倒塌。另外,在建筑施工过程中,对平面布置进行了更深层次的思考,尝试应用抗侧力构件,可以结合实际实际需要和抗震要求,有助于为建筑起到基础作用。
        3.3控制建筑物高度
        建筑高度是影响建筑结构抗震性能的主要因素之一。为避免地震发生时地震力的分散和消耗,应根据国家有关部门的规定,结合具体地形地质条件,将建筑物高度控制在合理范围内。建筑结构的抗震性能不仅关系到建筑企业的经济效益,而且直接关系到人民生命财产的安全。为确保建筑高度在规定范围内,当地政府应成立专业监督小组,要求政府上报建筑高度,建筑材料和建筑结构施工前,必须经过政府部门的一系列资料审批后,方可开始施工。同时,政府部门还应在工程施工过程中派监理人员到现场进行检查,对施工材料进行详细核查,确保当地所有建筑都在规定高度内。
        3.4妥善处理建筑结构的荷载和抗震构造
        建筑结构的荷载和抗震结构型式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,设计人员应协调好建筑结构中的强弱关系,合理提高剪力、节点和柱的位置强度,适当削弱梁、弯、拉中心的强度。设计时应保证柱端承载力大于梁端承载力。此外,设计人员还需要根据建设工程的实际需要,调整建筑结构各部分的荷载,并将其控制在材料和建筑允许的范围内。设计人员在进行建筑结构设计时,应根据建筑结构的实际类型,进一步确定建筑的抗震结构,以保证整个建筑结构和抗震结构同时具有良好的抗震能力,最大限度地发挥整个建筑的抗震性能。砖混结构建筑应配合水平圈梁和内外连续墙的抗震设计。水平圈梁能施加一定的约束力,从而起到一定的抗震作用。内外墙结构的作用主要是加强塑性变形和提高位移程度,提高建筑工程的整体性和延性,有效提高建筑工程的抗震性能。
        结论
        地质条件、地貌、建筑材料、建筑结构等是影响建筑物抗震性能的重要因素。一旦地震发生,将会对人类带来不可挽回的影响。为了进一步保证人们的生命财产安全,避免我国的经济水平受到地震的重大影响。设计人员在建筑结构的设计过程中,应当充分考虑到抗震结构设计的重要性,再结合当地的地质条件和工程的实际要求对建筑工程的整体结构进行合理规划,保证建筑结构对地震作用力具备良好的分散以及消耗作用,将地震的影响降到最低。
        参考文献:
        [1]倪震宇.建筑结构设计中抗震设计研究[J].工程技术研究,2019,4(2):169-170.
        [2]任胜.高层建筑的抗震设计浅析及工程实例[J].建筑与预算,2020(7):56-59.
        [3]王宇.探讨钢筋混凝土在建筑结构设计中的关键点[J].城市地理,2019(14):108.
 
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