陕西省水利电力勘测设计研究院陕西西安710001
摘要:地震是一种难以预测的地质灾害,因此,充分重视建筑物的抗震性,并通过研究探讨建筑结构设计中对抗震的设计,从而降低地震对我们的危害,这是十分有意义的。
关键词:建筑结构;结构设计;抗震设计
引言
我国是一个地震灾害频发的国家,尤其在汶川大地震发生后,我国对于建筑工程的抗震设计水平提出了更为严格的要求。近几年来,伴随着地震学、建筑结构学以及地理学等相关学科的不断发展,建筑结构设计中的抗震设计质量取得了显著的提升。
1抗震设计的概述
1.1建筑结构抗震设计基本内涵
地震的发生有着较强的复杂性、不可预测性和不确定性,从目前的科学技术发展程度来看,还不能进行地震的准确预测。同时,由于建筑结构的空间作用以及使用性质、施工材料等方面也存在着较大的差异,再加上周围环境对于建筑工程所产生的影响,造成了目前建筑结构的抗震设计工作存在着较大的不稳定性与不确定性[1]。
1.2建筑结构抗震设计的基本原则
1.2.1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。
1.2.2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[2]。对于抗震结构体系来说,还要具备较大的冗余度。
2建筑结构设计中抗震设计存在的问题
2.1建筑抗震场地选择不合理
建筑结构在设计有几点需要特别关注的问题,首先就是对建筑抗震场地的选择,由于其对于建筑抗震的整体设计具有直接影响,如果选择不到位就会直接造成建筑整体抗震性能的下降,在地震灾害发生的时候,地表会发生不同程度的振动,对所在区域不同结构、不同性质的建筑物造成的损害程度也是不一样的。在剧烈的振动影响下,建筑结构的整体结构被破坏,严重的情况下甚至有可能会发生坍塌现象[3]。
2.2建筑结构体系选择不合理
建筑结构抗震设计在进行中首先要进行方案的确定,选择合适的建筑结构体系对于建筑抗震性具有直接影响。在抗震设计过程中容易出现以下问题:第一,以偏概全,在建筑设计中由于对某个建筑结构设计不理想造成整个结构的抗震性能降低,在设计中应该进行建筑结构的整体性规划,避免在出现个别部位损坏的情况下,影响建筑物整体的抗震性和稳定性。第二,没有做好准确的计算,对于地震所造成的影响没有合理分析,不清楚地震发生时所造成的传递路径,对于竖向结构设计垂直度及荷载条件等都存在一定缺失,上部结构对竖向构件产生的垂直重力荷载不完整,严重影响抗震效果。第三,设计人原设计能力存在问题,对建筑结构设计的强度及刚度设计都不能做到很好的把握,在设计过程中结构构件所承受的刚度和强度分配不均匀,造成结构整体效果的不理想。
2.3缺少平面布置规则性
除了上面两点需要注意的问题,在建筑结构的抗震设计中对于平面布置也会非常关键的一项,在平面布置中如果没有按照相关的规则进行布置,很容易影响建筑结构抗震性能的整体效果[4]。只有确保方案的规则性,才能提高整体的工作效率,由于设计人员在建筑结构整体设计中,缺乏对平面布置规则性的考虑,造成空间结构的不完整,在发生地震灾害时,产生不利影响。
3建筑结构设计中的抗震设计理念分析
3.1做好建筑抗震场地的选择
在进行实际的建筑结构抗震设计工作时,设计人员要做好抗震场地的选择,提升建筑结构的整体抗震效果。对于地震灾害而言,其发生过程中将导致异常的地表位置错动。处于不同性质、不同结构场地上的建筑工程,其受到地震的侵害与影响程度也不相同。地震发生时剧烈的地层震动将造成建筑结构受到严重的破坏,一旦建筑场地的选择存在问题,将加剧建筑结构的破坏程度,严重时可能造成建筑结构的坍塌。
3.2合理选择建筑结构体系
作为抗震设计的起点与重点,做好建筑结构的抗震方案设计对于提升建筑工程的抗震效果有着重要的意义。在进行抗震方案设计过程中,首先不能出现以偏概全的问题,不能因为个别的建筑结构而对建筑工程的整体抗震性能造成影响。设计过程中,要确保建筑结构有着一定的赘余度,即便建筑结构中的个别部分出现损坏的问题,也不能对建筑的整体抗震效果造成严重的影响。其次,要明确地震的传递路径,对于设计工作中的计算图要严格控制。在进行竖向结构的设计工作时,要确保在垂直重力荷载的作用下,压应力水平方向要保持均匀。对于转换结构而言,其上部结构的竖向构件会进行重力荷载的传递,因而设计过程中要确保荷载力能够在转换层进行一次到两次的转换;另外,设计人员要做好结构体系的强度和刚度控制。设计过程中不仅要保证每一个建筑结构部件的刚度与强度能够得到均匀的分配,同时还要确保建筑结构设计符合整体的设计要求。
3.3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。
3.4结构布置设计
3.4.1对于平面布置来说要力求对称
一般而言,在受到地震影响后,对称结构在地面平动作用之只可能出现平移振动问题,并且建筑各构件的侧移量是相等的。这一过程中,水平地震作用将会按照构件的刚度条件进行分配,因而各个构件的受力较为均匀,并且不会造成荷载分布失衡的问题。设计过程中如果采用非对称结构,那么受到地震作用后刚心将会偏在一边,并且建筑的质心和刚心会出现不重合的问题,这一过程中建筑结构即便只发生地面平动,也将导致扭转振动问题的出现。这样一来,将造成结构中远离刚心的构件出现侧移量大的问题,进而导致整个结构出现破坏,所以要提升平面布置的对称性。
结束语
地震作为最严重的地质灾害之一,地震中房屋倒塌造成人员伤亡和严重经济损失。且其难以预测,突发性强,会在毫无预警的情况下来袭。不断提高建筑结构的抗震性能,在地震灾害发生时降低对建筑的破坏力,可以有效的保证人民的生命和财产安全。因此,建筑结构设计人员应以人类生命安全为出发点,不断提高自身的知识积累和整体素质,根据地质结构情况,抗震等级等标准,抗震材料的选择,科学地进行抗震设计,增强建筑的抗震性能。
参考文献
[1]高利辉.建筑结构设计中的抗震设计探微[J].建材与装饰,2016(29):86-87.
[2]贾茹.建筑结构设计中的抗震设计探微[J].智能城市,2016,2(06):242.
[3]黄莹.建筑结构设计中的抗震设计探析[J].科技创新与应用,2016(04):258.
[4]朱桂明.刍议建筑结构设计中的抗震设计分析[J].江西建材,2015(04):23.