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摘要:地震具备的破坏性质能够严重影响到人们的人身财产安全,近年来,我们国家经常会出现地震等自然灾害,给广大人民的安全形成了严重的威胁,所以将抗震设计融入到建筑结构设计当中已经逐渐受到了整个社会的普遍关注。而在建筑抗震设计方面,我们国家目前的技术水平还稍显低下,依然有不少的问题出现,亟待相关从业人员更为深入的探索。
关键词:建筑结构设计;抗震设计;分析
引言
由于我国国土面积较为广阔,因而一些地区处于高发地震带。地震灾害对于建筑工程将会带来毁灭性的影响,做好建筑结构设计中的抗震设计工作对于提升建筑工程的耐久性与安全性有着重要的意义。
1抗震设计面临的问题
1.1建筑材料问题
建筑的选材关系到建筑的质量,对于地震频发的地区,其建筑材料的选择更加有严格的要求,在我国的建筑过程中,其建筑结构主要由钢筋和混凝土组成,一旦发生侧移就会带动更大程度的位移,建筑结构中的钢框架一旦发生位移就会造成建筑结构的负载增加,相应的抗震性能就会减弱,应该选择适合的建筑材料。
1.2建筑高度的问题
随着人口的大量增加,我国的建筑物大多以高层建筑为主,对于高层建筑的钢筋混凝土有着一定的标准要求。但是有些开发商为了追求利益全然不顾设计标准,超过设计标准加建楼层,一旦发生地震,这些建筑物的抵抗力就会大大的降低,地震带来的震荡可能会使建筑物变形,甚至是出现倒塌的现象,即便是经过地震没有很大的影响,其基本的抗震能力也会进一步降低。
1.3建筑位置问题
我国是人口大国,而且人口的数量仍旧在不断的增加,但是我国可实际应用的土地面积是有限的,相关开发商可能不会考虑建筑的地点是否适合建造房屋,对地理位置不能够进行合理的选择。建筑的地点需要具备开阔的基本性能,地理位置要平坦,土体要坚实,河流附近和山坡边缘都不是合适的建筑地带,在选择地址的时候应该考察泥石流发生的可能性和其他自然灾害发生的可能性,尽量避免在类似的地带建造房屋,对于地震活跃的地带和大陆板块的衔接地带都应该尽可能避免建造房屋,这样可以减少地震灾害带来的影响。
2建筑结构抗震设计的基本原则
①建筑结构构件要具备相应的性能。对于建筑工程结构构件来说,不仅要具备较强的承载力、稳定性,同时还要有着较好的刚度、延性性能。设计过程中,应遵循强柱弱梁、强剪弱弯的设计原则,同时还要遵循强底层柱、强节点弱等原则。需要注意的是,要提升建筑构件薄弱环节的抗震效果,对于纵向的主要承载构件来说不能作为建筑的主要耗能构件。②设计过程中要保证抗震防线布设点多、广且大。通过将多个延性良好的体系有机的组合在一起,可以提升抗震结构的稳定性。一般来说,大地震在发生后会伴随着数十次的余震,因而在进行结构设计时要尽量多的布设一些抗震防线,进而降低余震对于建筑工程造成的危害。对于抗震结构体系来说,还要具备较大的冗余度。另外,设计过程中还要处理好建筑结构的构件强弱关系。在统一楼层内,要确保主要耗能构件屈服后,其他的一些抗侧力构件能够处于弹性阶段,这样一来可以有效的提升屈服时间,进而提升建筑结构的延性与抗倒塌性能。
3建筑结构设计中的抗震设计分析
3.1选择合适的建筑场地
在设计前,首要工作就是明确建筑场地,建筑抗震设计的第一步也是选择适宜场地。建设建筑的场所最好是在平坦、开阔的地段,并确保建筑工程土地具有较高密度与硬度,达到建筑结构荷载承重的要求。选择建筑场地的时候,最好远离采空区、河岸边缘、软土和山岳等地段,这些场地的土体密实度、坚硬度和凝结度都无法对地震灾害进行有效抵抗,会影响土地,导致土地没有足够的承载力。另外,所选择的建筑场地还要避免有地陷、泥石流和山体滑坡等危险,以降低因地震危害到建筑结构,提升建筑抗震性能。
3.2选择合适的抗震结构
抗震结构对建筑整体抗震性能有重要作用,建筑主体的结构应该具有较高强度和刚度,从而减少建筑结构发生变形的几率,确保建筑结构安全性。抗震结构在选择时应该注意的问题是:①设计建筑结构的人员要细致而全面地分析抗震结构,并考虑到非结构性构件抗震性,尤其是其刚度和强度等。②抗震结构应该具备一定承载能力、地震能量消耗力和变性能力,比如钢筋混凝土结构就能够有效吸收地震的能量。③抗震结构需要具备计算简单,以及传递地震作用的途径。在布置楼层盖梁系的时候,要尽量使用垂直的重力荷载,把地震荷载通过最短路径传递给竖向构件,比如墙、柱等。
3.3建筑平立面布置的合理性
建筑物的造型由建筑专业设计,但其平面和立面的布置对结构的抗震性能有重大影响。科学合理的建筑平立面设计,可以最大限度增强建筑的抗震性能,提高建筑整体的质量。在建筑设计时,平立面布置宜规则、对称;建筑的质量、侧向刚度及承载力应避免突变。结构对称,有利于减轻结构的地震扭转效应。形状规则,地震时各部分振动协调一致,减小了应力集中的可能性,有利于抗震。建筑结构平面布置应尽可能使质心和刚心重合,避免地震时产生的扭转效应严重破坏远离刚心的构件。同时沿房屋高度方向。抗侧力构件的截面尺寸、材料强度应逐渐均匀变化,避免出现薄弱部位。对于建筑造型复杂的建筑进行抗震设计,可通过设置抗震缝而使其规则化,但同时也将带来基础处理困难、漏水等新问题。对不规则的建筑应考虑从结构计算、内力调整和抗震构造等多方向综合处理以保证建筑的整体抗震性能。
3.4提升建筑结构参数计算的水平
建筑结构的参数设计水平将会对建筑结构的抗震设计效果产生重要的影响,因而设计过程中首先要对具体的建筑结构进行分析,对于建筑所承受的具体作用力进行计算与明确。同时,在受到地震冲击力的作用时,根据建筑结构类型的不同进行承受参数的计算。对于地震灾害的发生过程要进行模拟,设计人员可以建立相应的结构抗震模型,并且要应用计算机技术以及配套的软件系统进行具体参数的计算与模拟,进而提升建筑结构的抗震效果。
3.5建筑结构设计中的隔震措施
在设计建筑结构中,要综合考虑地理环境、建筑尺寸、抗震位置、抗震装置和建筑物基础等等。通过在建筑结构中设置隔震层,能有效降低地震冲击力。依照隔震层设置的不同位置,通常可以分成四种类型:(1)地基隔震,主要在建筑基础底部接触土层的位置布设缓冲层,发生地震时能对作用力进行反射与吸收。(2)基础隔震,主要是在建筑上部结构接触基础的位置布设隔震层,避免地震力从地基传播到上部结构汇总,降低对上部结构造成的破坏,在多层建筑中比较适用。(3)间层隔震,通常在建筑物原始结构层中布设隔震层,从而对地震冲击的余力进行吸收,降低地震力影响。(4)悬挂隔震,主要采取悬挂全部或部分建筑物的方式达到隔震效果。
结语
通过文章进行分析可以得知,在我国地震灾害不断发生的情况下,为了能够尽可能的减少地震灾害对人们生命财产安全带来的危害,我们在实际的建筑设计的过程中必须对建筑结构工程中的抗震设计做到高度重视。不断的总结建筑结构的实践经验,并积极的探索总结得到的经验、技术,争取全面的提高建筑结构的抗震结构设计质量。
参考文献:
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