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摘要:优化设计抗震结构能将建筑的使用效益提高,并在发生地震时,将对建筑的损害与干扰减轻,尽可能地承受地震带来的破坏力。这样既能保护人们的生命财产安全,又能充分体现建筑的抗震性能。基于此,本文主要探索了在抗震设计中的建筑结构工程,仅供参考。
关键词:抗震设计;建筑结构工程;探索
目前,随着中国城镇建设的快速发展,人们的生活质量也在稳步提高。作为人民群众日常生活中的一种最基本的元素,建筑的质量极大地影响着使用人们的人身财产安全。因此,建筑设计师应给予建筑抗震设计高度的重视,并不断深入思考、创新、总结,认真分析系统的各项理论。建筑设计师只有研发出先进的结构抗震设计方法与理论,在抗震设计中,才能充分发挥建筑结构工程的重要作用。
一、抗震设计中的建筑结构工程
建筑结构工程抗震设计一般指的是为了应对地震对建筑结构的破坏,建筑结构工程设计师根据在实践中,长期积累的经验,形成的一种有效的设计方法与思想,而确定细部构造,并布置整个建筑结构的一个设计过程。在动理论上,将地震归为随机的振动之一,具有随机性、不确定性、复杂性,因而人们较难把握。目前,仍然较难精确地预测某建筑物将来可能遇到的地震特性及其参数。分析在建筑结构抗震设计时,因为无法充分地考虑建筑结构的空间作用、外界变化、建筑材料、结构性质等诸多因素,所以不确定性很大。而无法完全依赖计算结果,来完成建筑结构工程的整个抗震设计。而需要建筑结构抗震设计人员,在长时间的建筑工程抗震设计实践中,不断积累经验而形成基本理论,并以此为出发点,总结出建筑结构抗震设计手段,进而优化建筑结构的整体抗震性能。
二、建筑结构工程中抗震概念设计的关键性
2.1概念设计能有效解决地震中的不确定性
目前,人们尚不清楚地震破坏机理,仍停留在感性认识其破坏现象层面。在计算建筑物抗震上,使用的是一种近似原理方法,无法代表在地震中建筑的真实反应。而概念设计是这个问题较好的一种解决方法。由于地震具有随机性,所以难以准确地进行预测。目前,建筑抗震理论尚未严密,仅靠计算是无法设计出抗震能力良好的建筑的。所以,结构工程师应予以概念设计建筑抗震能力足够的重视,灵活运用“概念”,作出分析和判断而采取有效措施。
2.2概念设计是创新结构设计的方法及原则
概念设计是先进设计思想展现的关键所在。在建筑的特定空间中,作为结构工程师,其任务主要是以整体的概念来设计总的结构方案,并有意识地处理构件与结构、结构与结构之间的关系。通常如果一名结构工程师做好了概念设计工作,则在不断的努力下,随着实践的增多与年龄的增长,其将会积累越来越丰富的结构概念,并设计出越来越完善的新成果。
2.3实际受力与理论计算的差异让概念设计变为重要的结构抗震途径
目前,概念设计的重要性在于现有的结构计算与设计的基础理论中,有很多缺陷存在或不可计算性等。这样便导致设计结果与实际的结构受力情况之间的差异过大。为了弥补这种计算理论缺陷,或可以设计无计算性的大量结构构件,则均应采取结构措施和概念设计,以达到结构设计目的。
2.4在初步设计中概念设计极为重要
在方案设计阶段,无法通过计算机,完成其初步设计,这也说明概念设计十分重要。这样结构工程师应能熟练掌握并综合运用结构概念,制定出最小造价、最佳效果的结构设计方案。所以,工程师需要不断地丰富结构概念,深入了解各种结构的性能,并有意识地灵活加以运用。而概念设计是通过人的设计来体现的。许多设计有缺陷存在的原因主要在于,在整个方案及其构造方面,构思并不正确,即没有实行概念设计。
三、在抗震设计中常见的建筑结构工程方法
3.1按基本的建筑结构构造进行抗震设计
如果结构采用砼钢筋框架,则一般会控制钢筋砼构件的配筋率与截面尺寸,以完成抗震设计的任务。针对建筑砖混结构,常见的构造方法包括建筑层数限制和房屋层高及其总高;在建筑横纵墙中,设置钢筋砼构造柱,并设置一些防震缝等。在修订结构抗震设计标准规范后,增加了部分强制性的条例,比如,将建筑屋顶电梯突出,并将构造柱延伸至建筑顶,且与顶部圈粱连接成一体,从而以此拉伸主体结构,使其与突出部分组合成一个整体,以便将整体的承载力提高。
3.2按建筑结构性能要求展开抗震设计
在地震发生时,建筑物存在高度上的安全性,这也抗震设计的最终目的。因此,在建筑结构抗震设计中,设计的基本标准应为建筑物当地可能会发生大地震的烈度,并以建筑自身及其内部,确定的建筑结构抗震指标,应以未导致破坏为最终的设计目标。在建筑结构中,基础部位和有些下部的非抗震结构,也需要具有一定的抗震能力,当大地震发生时,建筑结构应能基本保持在所能承受的弹性范围以内。此外,还应注意建筑结构具有的抗风性能,因为安全使用建筑时,很可能会降低性能,加之风压会引发建筑产生水平振动,而降低抗震构件的耐久性。
3.3按建筑规划与场地实现抗震设计
为了增强抗震性,则建筑结构设计应优先选择稳定性高的建筑场地。此外,抗震性的建筑还应设置抗震层,且应从邻栋间距、建筑外观等舒适感与安全性能方面出发,综合考虑建筑外部结构的空间。同时在规划建筑结构场地时,还要综合考虑建筑结构上部的位移适应等特点及性能。
四、建筑结构工程加强抗震的设计方法
4.1科学、合理地选址
我国的防震减灾法中提出,针对可能出现严重次生灾害以及重大的工程,应评价地震的安全性;明确抗震设防所需,按评价地震安全性的最终结果,采取设防抗震措施。如果在可液化或地震断层附近或软土地基上建造建筑物,则地震极易引起地基失效,加之场地的液化,致使建筑物很容易倾斜而倒塌,所以,必须科学、合理地进行选址。
4.2结构形式应合理
现阶段,中国常见的建筑结构形式,包括钢筋混凝土、钢-混凝土、砖混、钢等结构。应按不一样的地区,选择相应的结构形式而设计不一样的防烈度。钢筋混凝土本身就有一定的柔性,所以采用该结构的建筑物一般具有较高的承载力,且变形能力也较佳,因而抗震性也很高。所以,应按建筑抗震所需与功能要求,合理选择结构方案。在对结构体系进行选择时,应从抗震角度,重点考虑结构的侧移度,特别是在设计高层建筑时,尤其需要控制好这一点。因为随着房屋建筑高度的不断增大,在荷载与地震的大作用下,则会迅速增大结构的水平位移,所以必须增大抗侧移结构的实际刚度。
4.3切实提高设计质量
地震特别是震级较高或烈度地震,具有极大的危害性,因此,建筑物的抗震性显得特别重要。现阶段,中国现有的建筑结构设计水平还普遍较低,且所用的大量建筑方案也并不太合理,这样便导致布置的结构方案也不合理,进而导致材料用量增多。
五、结语
总之,在抗震设计中,整个建筑结构工程的好坏密切关系着建筑工程整体的施工质量与进度。与此同时,也直接影响着建筑工程的耐久性、适用性、安全性。为此,结构抗震设计人员在设计建筑结构工程时,必须确保设计的合理性与科学性。
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