简析建筑结构设计中的抗震设计

发表时间:2021/7/1   来源:《工程建设标准化》2021年5期   作者:王晓辰
[导读] 目前,随着地震等自然现象的不断出现,人们逐渐重视建筑结构安全性,尤其是深受地震影响的区域,格外注重防震设计,一定程度上保护了人们的生命安全
        王晓辰
        天津华汇工程建筑设计有限公司,天津  300000
        摘要:目前,随着地震等自然现象的不断出现,人们逐渐重视建筑结构安全性,尤其是深受地震影响的区域,格外注重防震设计,一定程度上保护了人们的生命安全。地震是重大灾害,科学的抗震结构设计能更好地缓解地震发生时的能量冲击且可局部地进行集中,并可利用巧妙的结构布局,选择特殊建筑材料,会与普通的建筑结构存在很大差异;该类建筑可更好地降低地震灾害的影响。我国很多地区不处于地震多发区域,但在实际发展过程中还可能存在一定地震性,所以,采用抗震结构设计能更好地确保整个建筑物的抗震性能,也在一定程度上为人们心理建立一道安全的屏障,可使人们更好地生活,其生命财产也得到了更好的保证。
        关键词:建筑;结构设计;抗震设计
        1导言
        一般情况下,对于建筑结构设计中的抗震设计来说,其主要是指结合建筑结构相关领域的专业知识和经验,将地震对建筑结构所导致的破坏和影响进行分析,并提出有效的预防应对措施的一种设计方法和理念。抗震设计基于地震理论的深入分析,同时也涉及多个专业领域的内容,具有很强的技术性和综合性。地震现象本身具有较强的不确定性、随机性及复杂性,其对于建筑结构的影响也是多方面的。地震问题的复杂性导致了在当前地震参数、特性方面的预测上也存在很大的提升空间。
        2建筑结构设计中抗震结构设计问题分析
        2.1结构参数设计不合理
        进行抗震结构设计的主要目的在于,在地震灾害出现时,能够降低灾害带来的经济损失。从目前的应用情况来看,结构参数设计并不完全满足抗震要求,并且结构应力分布不均匀,降低了结构的耗能能力。另外,还应对结构的薄弱层或薄弱构件进行加强,并对一些复杂结构进行抗连续倒塌设计。
        2.2缺少可靠的验证方式
        结合以往的设计经验,进行抗震设计内容合理性验证时,经常使用到的检验方法是:使用抗震模型来开展模拟检测;在地震发生后,对建筑完好情况进行检验;进行地震危害问题的分析。施工技术体系成熟度的增加,使得建筑工程内容的复杂度也在提升,若是直接进行抗震试验,很难得到可靠的反馈结果。因此,借助BIM技术、数字技术来建立建筑工程的三维模型,进行模型的抗震试验,以此得出建筑的抗震等级,为抗震设计内容调整提供数据参考。从实际应用情况来看,受预测技术成熟度的影响,不同模拟软件得到的模拟结果也存在不同,这也导致评估结果不一定与实际完全相符。所以,在地震发生后,应进行建筑工程地震震害检查,例如,对混凝土结构工程的整体性进行检查,包括:建筑物的整体外观、沉降观测、沉降差、沉降速率、建筑整体垂直度、整体位移及受震后易损部位的检查等。并且,根据检测的结果,研究地震对建筑物产生的影响和危害情况,为以后的结构抗震设计积累宝贵的经验。
        3建筑结构设计中的抗震设计
        3.1依照抗震设计标准,规范建筑物的高度与宽度
        建筑工程结构自身高度和宽度都与工程结构稳定有关,两者比例一旦失衡就会给建筑工程埋下隐患。因此对于结构抗震设计的稳定性有要求极高,应严格控制建筑物体的高度、宽度设计。一般状况下,抗震设计所涉及的标准,需依照建筑类型进行分类,设计工作者应严格依照相应规范标准进行设计,对高度和宽度设计不符合基本要求的,要及时进行调整,或是采取补救方式,并在建筑特殊部位进行一定的加强,确保工程稳定性符合建筑结构抗震的具体设计标准。此外,相应的抗震结构设计计算工作也需依照有关部门制定的标准进行设计,从而保证设计数据信息符合相关规范的标准。
        3.2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。工作人员在设计工作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加强措施或是重新进行平面布置,从而保证建筑工程自身的稳定和牢固性。

主要的加强方式有以下几点:选取最佳材料进行缺陷加强,可选取韧性较好的建筑材料;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。
        3.3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结构延性的了解,促使其产生很强的抗震性。经常应用的框架剪力墙结构体系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。
        3.4结构性能参数计算
        在进行建筑结构抗震设计过程中,应格外注重整体结构参数性能的配置。首先,建筑工程结构抗震参数关系到整个结构设计的合理性。其次,结构性能的数据参数对于建筑抗震结构性能也有一定的影响。因此,在进行设计工作中,应正确和精准地计算出建筑物自身承受地震荷载的能力和作用。最后,还应计算地震灾害发生时建筑自身的荷载能力。为确保建筑结构抗震设计性能,需提高有关数据信息的精确性。所以,可采取建筑抗震结构模拟计算模型的基本方式来模拟地震不同强度时给建筑物带来的影响。总之,有关人员应更加充分地运用计算机技术,对建筑结构具体的稳定性参数进行计算,以便更好地保证建筑结构抗震设计的安全性。
        3.5合理设计建筑纵向布局
        在建筑抗震结构设计过程中,要对建筑物纵向的布局进行合理设计,其主要内容为建筑工程结构刚度、质量及高度等方面的设计,也是对建筑结构空间抗震影响能力的分析。伴随着我国科学技术的不断发展,在建筑工程结构设计过程中,部分墙体与主体的排布不合理,使得整个纵向的布局过于复杂化,特别是对酒店这类功能性强且复杂的建筑来说,其各楼层之间分布过于混乱,整体的承载能力也比较差,从而给整个工程抗震结构设计带来挑战。所以,设计工作人员在对建筑进行纵向布局设计过程中,应尽量保证剪力墙布置的均匀性,使得其可不间断地沿着纵向布局向建筑底端进行延伸,对建筑工程结构总体质量及刚度等系数进行协调管理,从而可更好地改善发生地震时,所带来的各个楼层之间出现质量不均匀状况所产生的建筑物体扭曲的问题。
        3.6依据抗震标准,合理设计建筑结构
        建筑工程结构布置对于整个建筑物稳定性有着一定的影响,而巧妙的结构布局能很好地提升建筑整体结构的安全和稳定性。当前,国内拥有很多抗震建筑类的构型,在以往灾害中也有很显著的优势。但是在建筑结构抗震设计中除了运用巧妙的建筑结构外,还应高度重视局部结构材料的运用。同时还应对建筑结构抗震性能进行合理的评估。一般情况下,建筑主体结构部位应将韧性与强度比较强的建材作为主要材料,在一定程度上可更好地提高建筑工程整体结构的安全稳定性,从而提升建筑工程质量。另外,部分设计工作者应对局部结构进行合理的加固,如在建筑机构整体设计完工之后,应对其抗震性能进行具体分析和深入的研究,同时还可运用模型对其进行合理的测试,并找到最为薄弱的区域,对其进行合理的加固,从而加强建筑整体结构性能,为建筑工程结构稳定提供一定的保证。
        4结束语
        总之,提升抗震设计效果,对于预防地震、降低地震所带来的损失是非常必要的。因此,在实际设计过程中,设计人员要对自身的抗震概念和结构设计的知识进行积极的进取,不断提升自身的专业设计能力,积极学习和积累抗震设计经验,以提升抗震设计的能力。
        参考文献
        [1]卜涛,罗小虎,韩永光.建筑结构设计中的抗震设计分析[J].门窗,2017(9):113–114.
        [2]李义喜.建筑工程结构设计中抗震设计探究[J].江西建材,2018(16):30–31.
        [3]王泽峰.建筑工程结构设计中的抗震设计[J].江西建材,2017(12):52.
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