建筑工程结构设计中抗震问题分析

发表时间:2021/8/19   来源:《建筑实践》2021年4月11期   作者:余 炜
[导读] 近年来,社会进步迅速,我国的建筑结构设计工程建设的发展也有了改善,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。

        余 炜
        联创新锐设计顾问(武汉)有限公司 ,湖北 武汉  430000

        摘要:近年来,社会进步迅速,我国的建筑结构设计工程建设的发展也有了改善,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。本文对建筑结构工程的抗震设计方法进行了探讨,阐述建筑抗震概念设计的相关内容与建筑抗震设计所需要注意到的问题,并且对抗震概念设计在建筑结构设计当中的运用进行深入的分析。
        关键词:建筑工程;结构设计;抗震问题分析
        引言
        加强抗震建筑的结构设计是建筑抗震结构设计的一项重要基础工作,在当前的建筑设计中已越来越受到业界的重视。目前,一些偏远地区的射频仿真电路结构设计没有得到更新和完善。首先,抗震建筑的结构设计并没有深入分析一个国家抗震产业的发展趋势和日常使用数据。如果将一般高层建筑的抗震要求直接应用于某些高层建筑,可能会在设计过程中直接造成建筑工程中的诸多缺陷。其次,抗震体系结构设计的技术理念没有与时俱进。借鉴国际上抗震体系结构设计的一些先进经验和成功应用案例,完善大型建筑抗震体系结构设计,杜绝重大安全事故。设计人员还需要充分掌握先进建筑抗震结构设计技术理念的应用,完善企业原有的抗震结构设计技术导则,采用可靠性更强的先进抗震设计结构技术,有效保证各项建设工程的质量和安全。
        1建筑工程结构设计中抗震设计的基本原则
        1.1适用性原则
        基于我国建筑工程结构设计的“小震不坏、中震可修、大震不倒”要求,应围绕不同的建筑物特点选择适合的抗震设计体系,在尽量降低设计成本的基础上发挥最大化的抗震效果。(1)基于抗震设防烈度较大的地区,应尽可能采用具有多道防线的结构体系,例如,针对框架剪力墙结构,一般可借助延性框架与剪力墙相配合的方式来构成抵抗水平地震力体系,其中,当地震灾害发生时,剪力墙侧向具有较强刚度,能作为第1道防线抵抗水平地震力的影响,若地震力相对较大对剪力墙造成破坏,框架结构作为第2道防线发挥作用,最终能有效削减地震力对于建筑结构的影响。(2)在现有建筑工程抗震设计体系中,框架与核心结构的融合同样较为常见,而这种抗震设计体系通常适用于高层建筑结构,能在层层削减地震力的过程中提高建筑结构在大震作用下不发生整体坍塌的安全系数,是高烈度地区抗震结构设计的关键所在。
        1.2系统性原则
        在建筑工程抗震设计过程中,应围绕包括建筑物承载性能、刚度、延性、稳定性在内的设计参数进行精确控制,且建筑物的结构构件应严格遵循系统性原则进行设计,如一般应按照强剪弱弯、强柱弱梁、强节点弱连接的要求就建筑工程结构进行优化,且应针对承载薄弱部位采取必要的措施提高其结构抗震性能。同时,在通常情况下,建筑工程抗震部件应具有良好的延性,即能充分应对高强地震灾害及其余震的反复冲击,这就意味着需加强对于建筑物冗余度需求的完善,并借助建立屈服区布置系统以层层削弱地震能量,进而最大化提升建筑物的抗震性能。
        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建筑结构抗震设计方法
        一直以来,传统抗震设计就是单纯增加结构的强度和刚度来抵抗地震的侵袭,就是人们常说的“硬抗”。这种设计的原理是将地震能量直接传递给结构构件,结构构件的设计是抗震设计,以此来承受地震能量。这样方法虽能保证地震下结构的整体性,而且结构也不大容易倒塌,但是,结构损失是在所难免的。近年来,我国抗震技术也在不断向前迈进,技术人员提出的抗震设计也在实践中被不断地证明。当下,主流的抗震方式有以下几种:
        3.1建筑结构减震设计
        在我国建筑结构设计过程中,建筑结构工程师越来越重视建筑结构的抗震设计方法和相关的施工技术。其中,建筑结构阻尼技术主要是通过相关的阻尼装置,有效降低建筑结构主体结构的振动应力。大大增强了建筑结构的抗震性能和稳定性。通常,在建筑结构抗震技术中,一般只采用建筑结构抗震技术的一个分支,通过阻尼技术在建筑结构设计中的有效应用,能够增强整个建筑结构的抗震性能。同时,也有效减少了建筑结构和工程设计中产生的大量经济投资。新型减震施工技术使建筑结构内部结构更加牢固、稳定,从而使建筑结构更安全。
        3.2延性减震设计
        多震国家的建筑结构设计主要方向都开始朝延性抗震理论过渡。延性减震设计,顾名思义,就是用材料的延性来减少地震的破坏力。因此,设计时就要增加结构或者构件的延性,通常是通过塑性铰的设计来增加延性的。延性抗震的目的就是结构构件可以产生塑性变形,也能造成损坏,但是不能够倒塌。结构设计时,往往会让其具有滞回的特性。通过这种特征来抵抗地震力的弹塑性变形,这样在大地震发生时,产生的是反复的弹塑性变形循环,以此来保护建筑。
        3.3新结构
        型钢混凝土在抗剪力能力以及延性方面也高于传统钢筋混凝土结构,耗能能力强,因此具有良好的抗震性能,能保证建筑结构的变形在安全的范围内,也就避免了建筑结构因变形过大而产生的质量问题,能够显著延长建筑结构的寿命及提升安全性。对比传统的抗震设计,没有增加成本而且降低了材料的费用。上述抗震设计中,在实际施工中应用最多的是前两种设计。这两种设计采用的方法、措施都是截然不同的,设计的机理、使用范围也不一样,因此这两种是相互独立的,在工程中可以通过协调使用起到更好的效果。
        结语
        针对因地震灾害所致的建筑损害,完善建筑工程抗震设计显得尤为关键,其中,应基于区域地震震级、次数和地质特点构建完善的抗震设计体系,在明确抗震设计标准的基础上有效开展抗震设计工作,充分提升建筑工程的抗震性能,促进建筑行业的持续健康发展。
        参考文献
        [1]叶昕.土木工程结构设计中对抗震问题的分析[J].花炮科技与市场,2019(3):235.
        [2]邱虎.土木工程结构设计中对抗震问题的分析[J].建筑技术开发,2019,46(14):9–10.
        [3]张辉芳.土木工程结构设计中对抗震问题的分析[J].现代物业(中刊),2018(11):80.
        [4]张帆.土木工程结构设计中对抗震问题的分析[J].城市建设理论研究(电子版),2018(25):168.
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