张厚建
中交海发(青岛)投资有限公司,山东 青岛 266555
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[1]。
关键词:建筑;结构设计;抗震设计
1 建筑抗震结构设计的概念
建筑抗震结构的整体抗震结构设计主要是指在建筑的整体抗震结构设计中,设计人员在满足国家法律和规范的相关要求下,充分吸收当地地震灾害的统计数据、地震灾害的严重程度以及经过长期实践积累的建筑整体抗震结构设计的技术经验,最终形成更加系统、科学的结构抗震建筑设计技术理念。此外,还要以适应这一理念为设计依据,完成所有主体结构和部分基础结构的整体设计。对于建筑主体结构抗震灾害的概念设计,设计人员更有必要灵活、科学地充分利用地震相关知识和当地有关地震的详细设计资料[2]。
2 建筑工程结构设计中抗震设计的基本原则
2.1 抵抗性原则
为有效加强建筑工程结构在地震作用下的稳定性和安全性,应在结构体系设计中全方位考虑地震作用。为此,设计人员在工程结构设计期间,要建立相对科学和完善的抗震体系模型,确保发生地震灾害时,建筑结构依然能够保持相对稳定性,抵御地震灾害的负面作用,也可充分展现模型的预防性作用和优势。上述工作也是建筑结构抗震设计中的重点内容。为加强结构的稳定性和安全性,应合理采取抗震措施,但抗震性能参数设置不宜过大[3]。
2.2 两阶段原则
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设计,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。此外,不同建筑物所具有的结构特点往往存在较大差异,因此应围绕建筑物抗震需求构建适合的抗震设计方案,以确保建筑结构拥有长久的抗震性能,最终一方面满足建筑工程的安全性要求,另一方面在保障建筑工程后续使用效益的同时延长建筑物的使用寿命。
3 高层建筑在抗震设计中出现的问题
3.1 建筑物的整体高度问题
在一定结构形式的高层建筑中,对高层建筑相对应的高度有明确的规定,这主要是考虑到该建筑的安全性能和抗震性能。但是我国现在许多小区、商厦、行政楼越来越高,成为真正意义上的“摩天大楼”,而由于我国现在人口数量越来越多,人口老龄化严重,对于不断增加的人口来说,可用空间也在逐渐减少,这就导致许多高楼超过了我国高层建筑的限制高度。当建筑物高度超过地震极限值时,其抗震性能将有可能会降低,高楼倒塌时,对周围抗震性能较好的建筑物造成破坏,进而造成不可挽回的损失。因此,我国高层建筑在高度的选择上,首先要满足国家法律和法规及相关建筑规范的要求,若建筑高度超过规范限值要求,应按当地政策要求组织专家进行超限审查[4]。
3.2 高层建筑地基的选取问题
目前很多开发建设单位对高层建筑的地基选择问题,只考虑到是否在繁华地段,空间是否较大,而对地形、地貌等方面考虑较少。
实际上对于高层建筑来说,地基应该选择更宽阔、更平缓的地带,土质要密实,而且要尽量远离河岸,尽量避免凹陷的地势、山崖边与土壤断层处等不利于建筑的地形。如建设者选择这样不适宜的地形作为高层建筑的地基,则抗震性能较差,会有很大的安全隐患,将处于一定的风险之中。
4 建筑抗震结构设计理念阐述
4.1 选择合理的地理位置
地震的主要原因是板块地壳断层反向运动,导致不同板块之间的强烈碰撞,对许多建筑物的结构造成巨大的破坏。基于这一实际情况,我们在进行结构设计工作时,首先必须选择合理的场地,最大限度减少地震灾害造成的破坏。由于建筑物的震害是由一些地质运动直接造成的,可以考虑选择一些地质较好的位置来建造建筑物,增强其抗震破坏能力。在选择抗震地理位置时,应基于以下两个方面:①选择地质相对较均匀的地理位置,相应的地基稳定性也较好,可以有效防止地震活动引起的破坏;②选择平坦宽阔的建筑位置,可以有效保证高层建筑的地震稳定性和抗震性能,减少地震活动对建筑的破坏。
4.2 设置多道抗震防线
在建筑物抗震设计的过程中,设计人员应根据实际设置多道抗震防线,采取该设计模式可控制地震对建筑物的不利影响。在建筑结构设计中,应在抗震体系中应用延性优势较为明显的构件,这也是建筑结构抗震的第一道防线。或者也可设置多种其他的建筑构件,形成第二和第三道防线。发生地震灾害时,如第一道防线受损,则可充分利用其他防线的作用和功能承受地震灾害所带来的冲击,为人们的生命财产安全提供有力保障。多道抗震防线的设置也能够消减地震作用力对建筑结构的威胁,尤其是对高层建筑的威胁,保证建筑在地震灾害中的稳定性,降低危险系数,减少对居民及周边环境的影响[5]。
4.3 适当提升建筑物抗震设计等级
如果建筑结构抗震性能设计标准等级不合理,其结构抗震设计性能将大大降低。因此,为了进一步优化和提高建筑结构的抗震设计性能,结构设计人员通常需要制定合适的设计标准等级来保证建筑结构的抗震性能,以防止建筑结构出现严重的变形、裂缝等。比如在各类高层建筑工程中,结构设计人员需要用计算机分析软件进行系统分析,计算出工程结构的周期、位移角等参数。结构设计人员应遵循建筑形状的常规设计,符合国家相关技术规范,确保高层建筑的扭转力和位移刚度满足规范要求。
地震运动的主要原因之一是该地区地壳的垂直运动,这与内部地质和地理结构的运动密切相关。为了有效保证建设项目内部地质构造的运动结构更加合理,设计人员必须认真收集、分析地质和地理调查统计资料,并根据具体地质和地理环境条件,分析该地区的地震运动趋势,有效降低地震对建筑工程的不利影响。
5 结语
建筑结构的抗震设计实践中,应对工程实际进行综合考量,结合工程地质条件与地震情况等特点,利用合理的抗震装置与设计方法。设计人员也应积极完善建筑结构抗震设计的方案,深入探索新的设计理念,推动抗震技术在建筑结构工程中的大规模应用,以此来有效提高整个建筑结构的抗震性能,保证建筑结构的安全,提高我国建筑结构工程建设发展的质量。
参考文献:
[1]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.
[2]徐惠峰.刍议建筑结构设计中的抗震设计分析[J].建筑工程技术与设计,2018(14):1408.
[3]李静.建筑结构设计中抗震设计探析[J].江西建材,2018(01):16+19.
[4]李智建,石延明.浅谈建筑结构设计中的抗震设计[J].科技资讯,2019(012):103.
[5]孙晓斌.建筑结构设计中的抗震设计探讨[J].城市建设理论研究(电子版),2019(10)