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。本文主要探究了建筑工程结构设计中抗震设计的重要性,存在问题以及抗震设计理念在建筑结构设计中的应用,以供参考。
关键词:建筑结构;抗震设计;平面布置;防线
引言:随着社会经济的迅猛发展,城市化建设的进程也在不断加快,高层建筑逐渐成为城市发展的大趋势。然而,我国幅员辽阔,各地区地质条件各有差异,并不是所有地区都具有稳定的地壳结构,一些地区频发地震类灾害。而建筑物层数增加所带来的结构脆弱性却是固有的,一旦这类建筑遭遇地震灾害,便会使居住其中的人们面临生命危险。因此,当前的建筑必须重视起抗震性能的设计,以“牢固”和“稳定”为抗震设计方向,最大限度地为人们的生命提供安全保障。
一、建筑工程结构设计中抗震设计的重要性
建筑工程结构的设计不仅对其整体的美观度和稳定性有一定的影响,通过结构设计中的抗震设计还能加强建筑物的安全度。随着生活水平的不断提高,人们对建筑物的质量和安全也有了更高的要求。城市中,大多数建筑物是人们生活和工作的场所,因此建筑质量的高低好坏直接影响到人们的财产和生命安全,尤其在地震多发的地带,合理的利用建筑工程的空间构造可以在很大程度上减少地震灾害对建筑物的破坏,提高居民的安全系数,降低灾害破坏程度。另外,虽然我国地震发生频率较低,但是多数的地震的可预测性较小,因此在建造房屋时就应该考虑到对地震灾害的抵抗能力。综上所述,建筑工程结构设计中,抗震性的设计具有极大的必要性。
二、建筑结构抗震设计存在的问题
1、对于抗震设计不够重视
随着国内城市化进程的不断加快,我国的建筑行业获得了快速的发展。现阶段在进行建筑工程的设计工作时,设计人员大多会将重点放在建筑的实用性与外形设计方面,进而会忽略掉建筑结构的抗震设计。另外,还有的设计人员对于抗震设计的认识还停留在原来的思想认识上,同时在长期的设计工作中不重视结构的抗震设计。只有在地震发生之后,才意识到建筑抗震设计工作的重要意义。
2、抗震设计与实际情况不符
建筑结构的抗震设计水平直接影响到建筑工程使用过程中的安全效果,因而在进行建筑结构的设计过程中,要提升抗震设计的效果。但是,由于受到某些原因的影响,导致抗震设计的结构与实际情况不相符,甚至一些设计偏离了建筑设计的初衷。这不仅导致了严重的浪费问题,同时建筑结构的抗震效果也没有达到要求。另外,一些设计人员由于受到自身水平的限制,导致了抗震设计过程中存在着严重的套公式、程式化的问题,这也会影响到建筑结构的抗震效果。
三、抗震设计理念在建筑结构设计中的应用
1、抗震场地合理选择
在相同的设计条件下,场地的地质条件对建筑抗震性能有着极大的影响,并且受到地震破坏程度差异明显,所以做好抗震场地选择工作十分重要。在选择抗震场地时,尽可能避免地质较差的场地,降低地震带来的灾害。通常情况下,微风化与中等风化基岩、密实砂土层、含水量低的黏土都是较为有利的建设场地,而软土、液化土、湿陷性黄土都是不利场地,需要正确辨别场地的影响因素。如果工程建设区域地质不理想,则需要结合土质采取加强措施,同时要对可能出现的不利条件进行估算,并采取预先防护措施进行加固处理。如果发生地震时可能出现断裂的场地,需要重点加强地基,确保基础工程的安全。
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2、优化整体结构设计
建筑结构设计人员在进行抗震设计时,必须重点考虑结构体系对于抗震效力产生的影响,以及对不同的结构体系布设抗震措施,所产生经济影响与安全度等问题。因此,设计人员必须结合以下几点原则,做好对于整体结构体系优化设计,即:设计人员进行结构设计时,必须要为结构保留一定的余度,保证某部分结构遭遇破坏之后,剩余的结构可以对所要承担的作用力进行均衡的分配,部分构件的破坏不会影响到建筑的整体结构的抗震性能;设计人员必须将抗震设计中震害影响力的传递路径清晰准确地标注于结构简图中,以保证结构设计的全部过程,都能够顾及到抗震设计的要求,继而使竖向构件受力实现均匀,而各个结构可以实现应力传递的连续性。
3、确保建筑结构平面布置的规则性与对称性
根据抗震理念,对建筑立面、平面设计时,应确保建筑结构的规则性。对于不规则建筑工程通常都是采用空间结构计算模型;对于工程结构中较为薄弱的环节,需要提高内力系数,结合相关标准对弹塑性变形进行分析,薄弱部位需要采用针对性抗震设计。对称性同样是抗震设计中的重要一环,需要建筑结构对称、质量分布对称、刚度对称。通常最理想的方案是“三心重合”,三心即平面形心、质量中心、刚度中心。结构对称也就是抗侧力主体结构对称,该种对称较为容易实现,主要保证主体结构沿着主轴方向进行刚度、强度设计,变形特征差异不大;保证沿抗侧力主体结构当中的主轴线强度、刚度分布均匀;结构整体具备一定的协调能力,确保刚度、强度能够满足扭矩性能,这样即可在发生地震灾害时,建筑结构不会产生较大的扭转变形,避免主体结构、构件遭到破坏。
4、设置多道抗震的防线
设置多道抗震的防线就是人为地对某些竖向的抗侧力结构进行加强,提高其可靠度;并有意识地设置一些相对薄弱的环节,促使其在强烈地震的作用下仍旧发挥作用。将地震动作的周期和建筑物的自振周期区分开来,在一定程度上缓解建筑物的共振现象,也就相应地减轻了地震对建筑物的破坏作用。一般情况下,设置抗震防线要遵循以下的原则:①对少负担或者是不负担重力荷载的竖向的填充墙或者是支撑进行优先选择,或者选择轴压相对较小的实墙筒体、抗震墙等构件来作为第一道防线的抗侧力的构件。②建筑物利用双重抗侧力的体系,建筑物中使用赘余杆件。当建筑物遭受强烈地震时,一方面,采用结构中使用的赘余杆件的变形和屈服来对输入的地震能量进行消耗;另一方面,利用赘余杆件的推出共醉来实现结构的周期变化,避免地震时间长、持续作用而引起的共振效应。
四、结束语
综上所述,建筑结构的抗震设计是一项十分严谨、系统、完整、科学的设计过程,它贯穿于整个建筑工程的全过程。同时,科学严谨的抗震设计还从某种程度上检验着整个建筑结构设计的合理性。因此,建筑结构设计者要高度重视建筑结构中抗震设计的作用,对于建筑的抗震性能给与充分考虑,从选址到定型,要进行详尽的力学分析,采取合理、科学的结构方法,更好地解决建筑在地震中的变形问题,善于采用新的抗震材料及工艺,不断提高建筑物的抗震能力。
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论文作者:何志成
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/20
标签:建筑结构论文; 结构论文; 建筑物论文; 建筑论文; 结构设计论文; 场地论文; 建筑工程论文; 《基层建设》2019年第19期论文;