摘要:我国近年来频繁遭受地震,危害了人们的生命财产安全。越来越多的建筑工程设计师在建筑结构中融入抗震元素,结合了实用性和美观性,使现代建筑更具有价值。本文主要介绍了建筑结构设计中的抗震设计需要注意的问题,以及具体的设计要点。希望可以推动我国建筑行业的发展和进步。
关键词:建筑结构;抗震设计;分析
据统计,我国地震灾害发生的次数占据世界地震灾害发生次数的三分之一。尤其是2008年的汶川地震对于我国人民的人身财产安全造成了巨大影响。建筑物的抗震功能成为了一种衡量建筑物价值的标准,科学的抗震设计能够提高建筑物的安全性,降低其对于人们生产生活的危害。并且能够推动我国社会经济的发展和进步。
一、建筑结构设计中的抗震设计要点分析
(一)选择合适的建筑场地
地震发生之时,产生的地质运动是建筑物遭到破坏的一个重要因素,也即是说地质条件是直接影响建筑物安全和稳定的关键因素。因此,当前建筑设计首先要做的就是选择合适的建筑场地,建筑场地的地质条件要满足建筑物抗震的要求。通常需要考虑那些具有强抗震能力的地质环境。比较常见的开阔地,这种地方可以方便避难。还有一种则是地质坚硬的土地,这种土地作为建筑物场地的好处在于地震发生之后地面的沉陷程度会小很多,建筑物发生坍塌的概率也会小得多。总的来说,建筑场地的选择若是要考虑到防震,则必须要避开地质条件较差的区域,比如疏松地质场所,或者是山坡河流区域等。
(二)科学设计建筑物地基
设计地基是建筑物形成的第一个阶段,也是增强建筑物抗震性能的关键。建造建筑物的时候,要避免将同一个单元的建筑建设在不同的地基之上,采取的措施也要随之作出改变。可以根据具体的情况制定不同的解决措施,比如直接在天然地基上建造,或者是选择桩基的方式建造房屋。此外,设计地基的时候,强调埋置深度,必须要符合国家安全标准。只有当埋置深度达到了一定要求之后,才能够保证建筑物的稳定性。
(三)选择科学的抗震结构
建筑物的抗震结构选择是最为关键的内容,也是最大程度保证建筑物抗震性能的环节。设计人员在这一环节中的作用非常重要,在正式设计之前,要针对建筑物的设计方案进行全方面的考察和分析,特别是要就建筑物结构构件的强度以及建筑物结构构件的刚度这两个方面进行详细的分析处理。通过减少建筑结构在地震活动中的变形概率,保证建筑物的整体防震结构能够达到具体的要求。
(四)提高建筑结构的布局合理性
从目前的建筑物结构设计来看,抗震设计主要是集中于两种方式,一种以位移为基点的结构设计,还有一种则是定量分析的方式。这两种方式都可以最大程度降低地震发生之时产生的能量对于地表建筑物的影响。具体的建筑结构设计人员在正式施工之前,必须要结合具体的情况选择具有坚硬性的地面作为建筑场地。通过这种方式尽可能地降低地震对于建筑物的影响,也会有效防止余震对于建筑物的破坏。
(五)控制建筑物的高宽度
建筑物的高度与宽度对其本身的抗震具有影响,而且两者之间的比例是影响建筑物抗震性能的关键。通常建筑物高宽度之间的比例越大,则就更加容易受到地震的破坏。建筑物的高度和宽度比例过大容易导致建筑物主体的倾斜,严重情况下还会发生侧移。当然地震对于高层建筑物的破坏力更大一些。调查研究表明,建筑物越高受到地震的破坏也就越大。所以,在我国一些地震多发区,建筑物的楼层层数以及高度都有特别规定。在设计的时候,要综合各方面的情况,控制好建筑物的高度和宽度。
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二、建筑结构设计中的抗震设计措施
(一)科学处理建筑结构的防震缝
一些建筑物的结构从开始就不具备科学合理性,这种建筑物需要在合适的位置上面设计防震缝。为确保防震缝起到作用,需要将建筑物分割成具有独立性的单元结构。同时需要在防震缝的两侧做好预防措施,也就是确保给防震缝的两侧设计科学的宽度。此外,为让防震缝能够在地震发生之时起到作用,还需要将其上部结构分开。
(二)增强建筑物墙体分布的科学性
墙体最容易受到地震的影响,一旦地震发生,墙体会出现裂缝甚至倒塌的情况。因此,设计建筑物墙体结构的时候,要做好纵墙和横墙的设计。具体来讲,需要从建筑结构出发,做好设计规划工作,强调墙体纵横两方面分布的均匀性,使其能够共同承担建筑物的整个重量。另外建筑物的刚度与墙体的承重力以及墙体的数量有关,主要表现在建筑物墙体数量少,则墙体建筑内部空间间隔就大,建筑物刚度小,抗震性能则综合表现出低下的特点。如此一来,这就要求建筑设计师从墙体的数量以及墙体的位置两个方面入手,以建筑物的抗震功能为目标,控制墙体的数量以及墙体的分布情况。
(三)提升建筑物屋顶的抗震性能
从常识方面来讲,建筑物的屋顶质轻,则其稳定性就强,那么地震发生的时候倒塌倾斜的可能性就会低一些。因此,要降低地震对建筑物的影响,便需要从建筑结构的各个部分入手,尽量减轻质量。墙体和屋盖的质量减轻是关键。墙体结构会影响到整个建筑物的抗震性能,这种情况下,建筑物可能会出现倾斜倒塌,严重破坏建筑物内部结构。设计人员需要从墙体的材质方面做起,选择合适的材料。建造屋盖的时候,则要控制其高度,通过降低高度增强建筑物的牢固性。通常最好的办法是选择轻质材料,这一方面可以借鉴日本建筑经验。屋盖上面不要再增设其他的结构,以免影响整个建筑物的质量和高度,同时也可以控制好建筑物高宽度的比例,进而提高建筑物的抗震性能。
(四)选择科学的抗震结构
我国针对建筑物的抗震结构设计做出了具体的规定,设计人员要严格遵循这一规定进行操作。建筑物的抗震设计重点在于结构的选择,这种情况下,建筑物的抗震性能是必须要考虑的,同时还要考虑到周围的环境。通常一些具有良好抗震性能的建筑物的主体材料都是钢筋混凝土,这种材料可以提高建筑物的稳定性。而建筑物的地下室则最常见的方法是嵌固端,这种技术对于建筑物的抗震性能提高具有非常明显的作用。当然前面也提到过建筑物的质量决定了其抗震性能,所以选择建筑材料的时候要考虑到材质的重量。一般情况下,我国的建筑物采用的钢结构材料能够满足这一要求。
(五)其他注意事项
建筑结构的抗震设计中强调抗震设计的均衡性。这主要是说建筑物的结构刚度和建筑物的质量两者要达到均匀的效果,使整个建筑物能够在各个角度都呈现出规则平衡的状态。建筑物的设计要避免太过复杂,减少结构分布不均的情况。地震发生之时,建筑物可能会受到影响,导致主体结构扭曲、变形等情况的发生,进而增加地震的破坏力。这个时候,设计较为简单的建筑物结构比起复杂的建筑物结构稳定性要好得多。
建筑设计的过程中,环境对于建筑物的影响最直接而且最大。建筑物的抗震设计中,最重要的是均衡性,强调各个部分之间的协调。一旦发生地质灾害,地震所引发的空气冲击以及结构荷载等灾难都会严重破坏建筑物。所以,为确保建筑物的抗震性能得到保证,设计人员在设计的时候,要考虑到地震可能引发的其他危害,使抗震设计可以更加完善。
结束语
随着社会经济水平的提高,人们对于建筑物的抗震功能的要求也越来越高。实践中不仅仅要利用现有的抗震技巧提升建筑物的抗震性能,还需要吸收国外先进的技术和经验,尤其是日本在这一方面的经验。结合我国实际情况,不断丰富建筑结构中抗震设计的应用技巧。
参考文献
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论文作者:张红中
论文发表刊物:《防护工程》2017年第18期
论文发表时间:2017/11/22
标签:建筑物论文; 墙体论文; 结构论文; 建筑结构论文; 建筑论文; 性能论文; 发生论文; 《防护工程》2017年第18期论文;