建筑工程结构设计中抗震问题分析 杨华

发表时间:2021/8/6   来源:《基层建设》2021年第13期   作者:杨华
[导读] 摘要:地震作为一种破坏性极强、难以规避的自然灾害,对人们的人身安全及财产安全有着极大的影响,也会导致国家与社会受到重大损失。
        上海联创设计集团股份有限公司武汉分公司  湖北省武汉市  430000
        摘要:地震作为一种破坏性极强、难以规避的自然灾害,对人们的人身安全及财产安全有着极大的影响,也会导致国家与社会受到重大损失。建筑结构抗震性不强而造成的事故,在全部建筑结构工程事故中比重较大,严重威胁人们的生命安全。对建筑结构抗震设计及减隔震技术的应用展开研究,是加强建筑结构稳定性的重要策略。文中通过分析地震灾害对建筑物的损害情况,剖析建筑设计在抗震设计中的重要影响,希望能够对相关的从业人员有所帮助。
        关键词:建筑工程;结构;抗震设计
        引言
        随着经济的发展和人口的增长,住房问题越来越严重,建造了许多摩天大楼来解决住房问题。因此,在建筑的设计和施工中,抗震性能十分重要,这部分一直是建筑师设计的重点。抗震设计是在发生地震时保持高层建筑完整性的重要元素,因此,我们有必要充分了解建筑结构工程抗震设计的重要性以及建筑结构工程抗震设计的要点。当然,抗震设计必须符合结构安全、可靠性和高经济效益的基本原则。抗震设计是基于科学合理的技术,必须确保在地震时抗震设计可以发挥作用,保证建筑物遭受地震之后经过短时间的修缮工作就可以继续使用,这大大降低维修成本,实现利益最大化。
        1建筑抗震设计的意义
        面对着地震灾害所造成的巨大损失,建筑的抗震性为越来越多的人所关注。为减小地震灾害,国家在建筑工程的相关规定中明确要求,建筑设计过程中,务必根据抗震设防烈度进行相关设计。为保证遇到地震灾害时,建筑物不会因为抗震设防不到位,而导致意外损失。因此,建筑设计往往是以最不利设计作为重要考量,而其中抗震设计是建筑安全的决定因素之一,同时决定着建筑的经济性。
        2建筑结构抗震设计中存在的问题
        2.1设计人员的抗震设计概念不明确
        抗震减灾设计是为了更好地抵御大地震中的灾害,提高抗震减灾能力,避免造成生命财产的严重损失。但是现在仍然有很多设计人员的建筑理念是用大量的优质钢筋混凝土来抵抗地震。实践证明,建筑材料结构中主要钢筋的固定不尽人意。而且,钢筋数量的增加不仅会直接降低建筑材料的延性,还会降低建筑结构的整体抗震适应性。因此,越来越多的研究发现,单纯通过计算钢筋数量来设计和分析结构的抗震能力是不全面的。在建筑结构设计中,不仅要突出需要加强的薄弱部位,还要突出不能被地震破坏的薄弱部位,以保证整个建筑主体结构的安全。由于基础构件的严重破坏往往直接消耗抗震建筑的大量能量,建立正确的建筑结构设计指导理念才是我国抗震建筑设计真正的基本指导思想。
        2.2抗震设计在结构设计中不够重视
        目前,许多建筑的主体结构在多次地震中遭到严重破坏,这也是由于目前的抗震设计在建筑结构设计中的重要作用不够明显,设计人员不够重视。这些安全问题和隐患,在遇到大地震时可能会逐渐放大,它已成为严重威胁人民生命和公共财产安全的重大社会问题。因此,在充分考虑抗震建筑实际工作环境的基础上,应做出合理的设计选择,以提高抗震设计水平。
        3加强建筑结构工程抗震设计的措施
        3.1科学选择结构体系
        为了确保建筑物的整体协调,必须科学地选择结构体系。通常,建筑结构工程的抗震设计概念要求以下两个条件:①稳定;②合适。通过选择科学合理的结构工程体系来满足结构的变形和抵抗力要求。建筑物必须具有一定的刚度,才能在一定程度上承受自身的载荷,并有效防止变形;当地震发生时,才能对较大的地震力辅以缓冲,以防止对建筑物造成局部损坏。因此,在选择结构体系时,必须要明确建筑物传力的途径和受力的计算,转换层的使用应尽量避免,这样可以降低建筑物倾斜或局部受损的几率,从而保护建筑物。


        3.2提升结构延性
        如果建筑物的抗震性低于地震等级,则由于脆性破坏很容易倒塌。因此,建筑工程结构的抗震设计应提高结构的延性并增加其强度。可以改进以下内容:①延性材料。如果使用延性材料在发生弹性变形或重复弹性变形时,延性不会有明显下降。②杆件的延性。为了改善结构的延性,应检查结构部件的杆件的延性,例如塑性变形、能量耗散等。③构件的延性。某一个构件发生塑性变形和消耗能量的能力,可以通过提高墙体或框架的延性来改善建筑结构的整体延性。通常,建筑结构的延性与其抵抗塌陷或塑性变形的能力有关。可以在设计中使用以下方法:①在平面上,增强突变处和转角处之类的延性;②对于竖向,可以增强薄弱楼板延性;③增加首道抗震防线部分的构件延性。
        3.3轴压比和短柱的合理设计
        在抗震设计中,必须减小柱的轴向压缩比,并增加柱的横截面尺寸。降低轴向压缩比的目的是将柱放置在大偏心受压状态,以避免纵向受力的钢筋没有达到受拉屈服而导致混凝土被压碎的情况。由于柱的刚性强延性差,结构在地震的作用下容易被破坏,可以采用“强柱弱梁”的设计提高结构的整体延性,增加地震耗能,增强结构的抗震能力。
        3.4提升结构的整体性
        ①选用钢作为支撑结构。钢结构是建筑行业中的一项新技术,但已在许多项目中使用。如贵州钢结构发展中心楼,占地26,000平方米,高24层,建筑承板使用港静线桁架,可以改善建筑物的完整性。高层建筑主要采用钢结构支撑系统,对建筑框架结构的侧面刚度产生积极的影响,可以提高整个高层建筑的强度,提高水平荷载。与纯框架结构相比,钢结构支撑体系的稳定性极佳,适合结构支撑要求。使用环向密封同一平面,可以增加侧向刚度,尤其是在地震负荷较高的地方效果更好。②抗侧力结构。如果建筑结构为框架结构形式,则可以使用钢结构来支撑建筑物的竖向负载和部分横向负载。如果建筑物的结构是多种框架结构的形式,可以通过交错桁结构调节上下楼层,从而提供单元设置灵活性。该结构在钢结构的平面中,梁柱的弯矩较小,侧向位移较小。
        3.5确定建筑结构抗震设计的各项标准
        一般来说,在准备建筑的抗震基础结构设计之前,设计人员必须首先通过综合各种设计数据和信息来确定抗震结构的设计标准。只有确保确定设计标准的依据真实正确,才能为抗震设计管理的后期发展奠定坚实的理论基础,提高抗震结构抗震基础设计的科学合理性和设计科学性。本文对我国建筑结构的高层抗震工程设计标准进行分析,其主要技术参考的是关于建筑结构抗震的国家技术标准,该标准充分地考虑了未来实际使用中建筑地震可能对高层建筑工程产生的重要作用力,从而全面深入地分析建筑地震中地力,掌握高层建筑结构的震害能力评估等级,这也是当前结构抗震建筑设计的重要前提。
        3.6妥善设置抗震防线
        科学合理地设计抗震保护线,可以有效地保证建筑工程主体结构的完整性,进一步大大提高其整体抗震性能。抗震设计的具体工作原理如下:在无大震的特殊条件下,保证侧向延伸抗震性能良好的主体建筑工程结构的构件能够充分发挥其整体抗震保护功能。在地震中,只有在第一条大规模抗震防线同时受到严重破坏后,另外两条抗震防线才会同时受到严重破坏。因此,我们在进行建筑抗震工程设计时,设计人员必须尽可能考虑建立抗震设计防线。
        结束语
        总之,在建筑设计中,建筑的抗震设计是整个结构设计中最重要的部分之一。因此,在建筑结构设计中,需要综合分析建筑所在区域的施工环境、技术等因素,借助现代计算机技术获取抗震数据,选择延性好、强度高的建筑材料,以保证建筑结构的抗震设计能够满足实际抗震需求。
        参考文献:
        [1]周誉,张冬梅.刍议建筑结构设计中的抗震理念设计[J].房地产导刊,2014(11):89.
        [2]郭成华.刍议建筑结构设计中的抗震设计分析[J].商品与质量,2015(52):95.
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