浅析建筑结构设计中的抗震结构设计

发表时间:2021/8/27   来源:《城镇建设》2021年第10期   作者:吴玉双
[导读] 在建筑结构设计中,抗震结构设计不仅会影响建筑工程的安全性
        吴玉双
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        摘要:在建筑结构设计中,抗震结构设计不仅会影响建筑工程的安全性,还会影响建筑行业的长远发展。在建筑结构设计过程当中,抗震性能设计还有不足存在,需要有关人员进一步扩大研究,在具体施工时也应当将有效的抗震措施以及理论实践等充分结合,进而不断增强建筑自身抗震能力,保证建筑物的安全性、稳定性与持久性。对此,在建筑结构设计中,为保障建筑工程质量与施工效率,降低地震对建筑该工程的破坏,设计人员应重视抗震设计,提高建筑工程抗震能力。
        关键词:建筑工程;结构设计;抗震结构设计
        1抗震结构设计原则
        1.1简化原则
        结合以往的设计经验得知,在抗震设计过程中,所设计的结构形式越简单,传力越清晰明了,其抗震性能也越高,而且简单的抗震结构在进行力学性能计算时,其计算结果的可靠性和准确性也越高。对此,在应用设计中,可以结合实际情况适当简化房屋抗震结构计算模型,优化结构构件的传力途径,这样能够有效提升房屋建筑对建筑地震作用力的承受能力,全面提高房屋建筑在结构设计中的抗震性能。
        1.2整体性原则
        展开建筑抗震设计时,设计内容不只是针对某一个建筑内的某一个部位,而是将抗震设计贯穿到整个设计过程中,从而提高建筑整体的抗震性能。在具体设计过程中,需要从整体性设计出发,使其满足各大指标要求。对各种可能影响结构抗震性的影响因素进行分析,借助数字模型对于结构参数进行优化处理,以此来提升结构本身的抗震性。而且对于构件需满足其抗震构造措施的要求,避免应力集中等问题的出现,从而提高结构本身的稳定性和可靠性。
        1.3规则性原则
        建筑规则性原则内容主要体现在以下2方面:在建筑设计期间,需要沿着建筑物竖向均匀布置建筑造型和结构,避免刚度、承载能力和传力途径的突变,以限制结构变形的情况;建筑平面比较规则,平面内结构布置比较均匀,使建筑物质量分布与结构刚度分布协调,限制质量与刚度之间的偏心。
        2抗震结构设计理念
        2.1结构规则、对称
        若是建筑的结构不均匀或者不规则,就会对抗震的性能造成影响。在结构设计的实际开展中,要注重控制好建筑刚度以及质量,让建筑承载力保持均匀,并保证建筑结构的对称分布。在结构设计进行确认之前,需要对建筑场地进行综合性考虑,让建筑的基础形式可以满足场地以及设计的各方面要求。
        2.2借助刚度设计实现抗震性能
        建筑结构设计中,抗震设计需要注意,建筑主体主轴会受到各个方面的冲击力以及破坏力,这个时候建筑刚性方面的设计,就要充分满足抗震能力方面的需求。特别是在抗扭转刚度方面,要进行严格的测算,防止在建筑受到地震的冲击之后,建筑结构出现变化,建筑结构的整体稳定性受到影响。刚度设计是抗震设计中至关重要的部分,需要对结构设计的各个方面进行考虑,要保证各个构件的刚度都是能达到相关的要求,从而根据整体性原则,使整体的建筑刚度才会充分满足技术要求,让建筑具备良好的抗震能力。
        2.3运用计算机科学设计建筑力学模型
        计算机技术在抗震设计中可以对建筑结构的具体抗震数据展开精确计算,从而让建筑结构的抗震能力保持良好的水平。计算机可以进行充分分析,建筑结构在荷载的作用下出现的变化,然后绘制出设计图纸。可以构建出更加符合实际需求的建筑模型,分析出建筑的抗震能力是否符合实际的要求。现阶段在抗震设计中,借助信息技术,在数据分析以及建模方面都是更加方便的。


        3抗震结构设计要点
        3.1选择适宜的场地
        选择合适的场地是设计人员进行抗震设计的第一步,也是最重要的一步,因为良好的场地便于抵抗地震力,相对平坦开阔的空间能够提升建筑物的抗震能力。均匀的土质能够传递相同波速的地震波,防止在同样的部位产生不同的力,密度和承载能力较好的土质能够很好地分担建筑结构传递下来的重力荷载,还能提高建筑物与地基的整体性。在选择建筑场地的时候应当尽量避开液化土、湿陷性黄土、采空区以及河岸边缘等地段,避免土体中密度不平均、硬度和凝结度不同对建筑结构设计造成影响,对于一些容易发生地质灾害例如滑坡、泥石流等地段也应当合理规避,还要避开地震断裂带,以免降低建筑结构对于地震的抵抗性。
        3.2在设计中做好建筑空间的结构布置
        合理布置建筑物的空间结构指的是做好建筑物的体型设计以及空间结构的设计,同时要兼顾建筑结构的立体设计,其中包括地基基础的埋深。因为整个建筑结构可以看作是一根锚固在地基当中的长棍,地震作用下主要考虑重心的偏心是否会导致整个建筑物倾倒,这就是地震的水平力所产生的力矩与锚固作用产生的反力矩之间大小的比较,如果重心产生的力矩较大,则建筑物就会倾倒,如果较小则相对稳定。做好建筑空间的设计与布置对于提高建筑结构的抗震能力有着不言而喻的作用,在布置空间结构的时候也需要注意一些问题。首先,在地震灾害发生的时候,建筑结构承担的力并不仅仅是一个水平的推力作用,建筑结构在空间中还会受到其他的力作用,比如地震冲击过程中各个方向针对建筑结构的作用力。所以在进行建筑结构设计的时候应当考虑到结构能够抵抗不同方向的力,保证建筑结构有足够的刚度、硬度与稳定性,能够抵抗地震产生的力。所以,建筑结构在空间的刚度和强度越高,就越有利于抵抗地震力。其次,设计结构的时候应当注意使体型尽可能简单,避免设计异形结构的房屋。因为对称的房屋结构是最有利于抵抗地震作用的,这也通过很多案例进行了证实。在地震设计规范中详细说明了何为异形结构,在地震中异形结构扭转的可能性远远大于简单的方形建筑,而且在设计中也要注意尽量避免在房屋的四个转角部分设置窗户,这样会降低房屋四角对地震的抵抗力,使房屋结构的扭转可能性大大提高。设计人员应当在保证建筑结构的体型尽量简单的条件下,对重要构件进行计算,保证构件的承载能力、抗震能力能够满足相关设计的要求。最后,是要保证房屋结构的整体性,这就是说设计人员要在设计中保证房屋承重构件、次要承重构件以及围护结构彼此连接成一个整体。目前我国抗震能力较强的结构如框架结构、剪力墙结构都是采用梁板柱一体现浇,用钢筋连接,这样房屋的整体性大大提高,传统的结构采用预制板等搭接,在地震作用下容易开裂破坏。当然地震设计还需要增加二次结构来保证建筑的安全,如框架结构和砌体结构中的构造柱,圈梁,墙体拉筋等等措施,都能有效的减少地震作用下的墙体开裂、倒塌,增强结构的整体性,增大整个结构的安全系数。
        3.3做好结构参数的选择与计算
        要做好建筑结构的设计工作,尤其是抗震设计工作,需要对建筑结构的参数进行选择,如果参数的选择错误,会对建筑结构的抗震性能造成很大的影响,因此在设计之前,设计人员就应当对建筑结构的设计参数进行科学选择,不能够确定的参数通过鉴定勘测机构对现场进行确定。在模拟地震灾害所建立的模型当中进行计算与分析,甚至可以按照比例建造建筑物的模型,并在振动台上模拟地震作用进行试验,找到建筑结构抗震的薄弱点,进行计算与加强,从而保证建筑结构在地震中的受力合理与科学性。
        结束语
        综上所述,建筑结构的抗震设计要具体问题具体分析,综合考虑所在地区的地质特点和施工环境、经济、技术等因素,保证抗震结构的设计满足抗震性能的要求,最大程度上的保证抗震的实际使用效果。
        参考文献:
        [1]王萌.建筑结构设计中抗震设计要点[J].工程建设与设计,2020(23):5-7.
        [2]李英.建筑工程结构设计中抗震问题分析[J].科技创新与应用,2020(31):73-74.
        [3]张勇.市政建筑结构设计中抗震设计措施分析[J].科技与创新,2020(18):63-64+70.
       
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