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摘要:在借助结构的抗震设计过程中,抗震设计的质量非常重要。对此必须要对建筑结构抗震设计起到足够的重视,明确具体的问题与设计方式,优化设计流程,进而保障其可以在根本上提升建筑结构抗震设计性能。对此文章主要对建筑结构抗震设计的关键问题进行了分析。
关键词:建筑结构;抗震设计;关键问题
引言
近年来,在我国很多地区发生的地震灾害都比较严重,且造成了很大的经济损失。我国一直致力于地震研究,并积极借鉴国外抗震经验,根据我国社会发展与环境实际情况,研究地震灾害并制定有效防震措施,希望能够增强建筑物的抗震与抗倒塌能力,降低地震灾害的破坏,尽可能保护人们的生命与财产安全。
1、建筑结构抗震设计内涵
一般,建筑结构抗震设计主要就是通过研究地震对建筑结构的破坏,结合长期实践积累经验,总结获得的一种有效设计思想与方法。根据地震理论,地震是一种随机性强的振动,其复杂、随机与不确定性等特点突出。从目前来看,还没有一种有效的方式能够想准确的预测建筑物可能存在的地震特性与参数。所以,在建筑结构抗震设计工作中,还不能对建筑结构空间、性质、材料及外界变化等各种因素进行综合考虑,具有一定的不确定性。建筑结构抗震设计不能依赖于计算结果,而是要以实际地震中工程震害的破坏部位和破坏发生原理,结合地震动理论,在此基础上总结与之相关的建筑抗震设计方法,以此作为建筑抗震设计的突破点,从根本上提升建筑结构的整体抗震性能。
2、建筑结构抗震设计的重要性
在建筑结构设计中,抗震设计的主要内容是设计人员通过以往地震中建筑倒塌的数量、破坏情况等进行总结,并在此基础上结合当下的设计理念、建筑场地的实际情况来进行趋于完善的抗震结构设计,使建筑能够抵抗一定烈度等级的地震灾害。抗震设计的目标是为了保证人们的财产、生命安全等,为其提供更加稳定安全的生活环境。因此,设计人员应当充分考虑地震的主要破坏机理,以便站在全局的角度完成抗震参数的设计,使建筑结构的外形、结构、构件质量等都能够提高建筑的质量,达到设计的抗震设防目标。另外,在方案设计阶段,为了给建筑方案提供正确的概念和思路,需要结构工程师综合运用其掌握的结构概念,选择使用效果最好、造价最经济的结构方案。
3、影响建筑结构抗震能力因素分析
3.1建筑原材料的影响
对于建筑工程来说,建筑原材料对建筑工程自重的影响是最大的,同时也会在很大程度上影响到建筑结构抗震能力。依照相关研究得出,地震灾害对于建筑结构产生的破坏作用和建筑工程自重大小存在正相关性,也就是说建筑工程的自重越高,则建筑结构受到的破坏便会越严重。所以,进行原材料选择过程中,要求采用强度相对高,但是质量相对轻的原材料。
3.2建筑结构设计的影响
不同时代人们拥有不同的审美观,而审美的不同也导致建筑结构设计存在差异。开展建筑结构设计工作时,除了应当关注人们审美因素之外,同时也应当保证建筑结构所拥有的刚性以及质性能够更好重合,最大限度降低地震灾害对建筑结构的扭转作用,从而有效的改善其抗震性能。
4、抗震设计的关键问题分析
4.1对建筑工程材料的质量进行控制
在一个建筑工程里面,除了结构会影响到建筑的抗震效果,建筑材料的好坏也会对抗震产生影响。在建筑工程里面,会用到很多的施工材料,所以,这些施工材料对建筑工程的质量和抗震效果会产生巨大的影响。一般情况下,建筑材料的强度,刚度等性能都会影响到建筑的抗震性,另外,建筑材料的连续性还有均衡性也会影响到抗震的性能。选择建筑材料的时候,要查看检测报告,看具体参数是不是达到了抗震的要求。不能贪图便宜选择不合格的产品。
4.2建筑场地的严谨选择
在进行建筑结构的抗震设计过程中,必须要对建筑场地进行合理的选择,保障场地具有一定的抵御能力,可以降低地震破坏性。例如,可以在开阔平坦的坚硬场地以及密实均匀的硬场地土等类型的地段中进行建设,避免在软弱突袭、液化土壤以及状态相对不均匀的场地中进行建设。对于地震高危的危险地段,在地震产生的过程中很容易出现较为严重的崩塌、地陷、泥石流、滑坡等问题,对此在这些区域建设工程势必会直接的降低其整体的抗震性能。同时,在地震产生的时候,势必会引发建筑物的损坏以及各种倒塌等灾害性问题。对此在实践中必须要保障建筑结构自身的抗震性能,在进行工程项目的构建过程中,要尽可能的避免一些对于建筑物有着直接影响的场地,如果无法避免,必须要采取有效的加固措施与手段,综合地质状况以及周边环境,合理的进行抗震设计,这样才可以提升建筑结构的抗震性以及稳定性,避免各种严重的损害问题出现。
4.3科学选择抗震结构体系
首先结构体系要能概括出计算简图和内力传递路线,同时为了增加安全裕度,避免因部分构件的地震破坏而引发建筑整体结构体系失去抗震能力或承载能力,应设置多道抗震防线,比如地震发生时,在框架结构中,填充墙应先于框架破坏;框架-抗震墙结构中,抗震墙应先受水平地震力破坏。同时,在概念设计中要重视强度、刚度的合理分布,质心和刚心偏心距越小越好,避免因局部削弱或突变形成薄弱部位,在遇到地震破坏时产生过大的应力集中或塑性变形集中;对可能出现的薄弱部位,需采取有效措施以提高抗震能力。
4.4科学设定建筑防震缝宽度
随着现代科技的快速发展,建筑工程从规模到外观,都发生了相应的变化,特别是建筑结构形体日益复杂,防震缝设置就显得尤为重要。例如,在建筑地基不均匀处,建筑物长度较大,或错层较大情况下,防震缝设置非常重要。对于防震缝宽度的设计,国家及建筑行业内也颁布了相应的规定。(1)、如果建筑物整体高度低于15米,其防震缝宽度设置为10cm。(2)、如果建筑物整体高度超出15米,在6度、7度、8度及9度高度分别增加5米、4米、3米及2米,其防震縫宽度相应的增加20mm。在建筑抗震设计中,设计人员要严格依照上述规范要求,科学规范的确定建筑防震缝宽度。 4.5科学布置建筑物的平、立面
首先,尽可能的选择较为简单的建筑结构。一些较为简单的建筑结构就可以通过一些计算模型以及设计软件,对整个建筑物受到地震影响过程中的实际情况进行模拟,对建筑结构的位移内力进行精准的分析,合理的加固结构薄弱的部位,提升其整体的稳定性。其次,建筑刚度的中心必须要保障与结构的整体质量相吻合,在建筑结构的设计过程中,要保障整个建筑结构的竖向分布刚度与质量的对等性。最后,建筑的平、立面的刚度以及质量的分布要对称,在对其进行设计的过程中,必须要保障整个建筑物以及相关独立单元的应力刚度以及质量的整体对称性,这样才可以提升整个建筑物结构的稳定性。
4.6非结构部件处理
这里所说的非结构部件通常就是那些不需要对承载能力予以重点关注的部件,比方说内隔板、楼梯踏步板以及框架填充墙等。当然,这并不是说对这些非结构部件就不需要关注的。就从填充墙角度来看,其对框架结构是有一定程度的影响的,其能够切实增强结构抗侧移刚度,而自振周期则会变短,这样一来,地震之时建筑所承受的水平作用力会变大。砌体填充墙和轻型隔墙是有着一定的差别的,填充墙的抗侧移刚度明显是要大一些的,因而布置一定要合理,要确保呈现出对称均匀的特性,这样可确保结构不会出现偏心的状况。沿着房屋的竖向,填充墙一定要连续贯通,这样方可使得框架剪力不会出现显著增加的状况。另外,还可将砌体填充墙作为围护墙来使用,此时要通过一定的方法来确保床裙墙不会对框架柱产恒嵌固作用,避免短柱的情况产生。
5、建筑结构抗震设计注意事项
对于建筑抗震设计而言,要想确保其抗震性能,设计人员要做好以下几方面工作。(1)、建筑布局设计要科学、合理,确保结构受力体系清晰,避免出现应力集中,地震作用不均匀分布的情况,在此基础上抵御地震作用对建筑结构造成的影响。(2)、建立完善的抗震体系,设置多道防线,以此保证在地震的持续作用下,有足够的耗能构件可以吸收地震作用,防止出现倒塌的风险。(3)、依照不同建筑设防类别,调整建筑梁、墙柱等节点部分的抗震等级,确保在中震、大震等罕遇地震作用下抗震性能目标的实现。
6、结语
由上可知,在不可抗力的地震灾害面前,虽然无法做到有效的规避,但是可以通过加强建筑结构设计中的抗震设计来提高建筑的稳定性。设计人员应当在做好建筑选址的前提下,对抗震参数进行精确设计,并在设置多种抗震防线的基础上,做好建筑空间布局设计,以提高建筑整体的安全稳定性能。随着生活水平的不断提高,为了顺应了社会的发展出现了很多的高层建筑,为保证建筑使用的合理性,抗震设计要巧妙的融入到建筑方案设计之中,做到有效保证广大居民的生命财产安全,最大限度的排除一切地震给人们带来的伤害,维护我们共有的和谐家园。
参考文献:
[1]叶列平,缪志伟,程光煜,等.建筑结构基于能量抗震设计方法研究[J].工程力学,2014,31(6):1~12.
[2]马玲.关于建筑结构抗震设计若干问题的思考[J].门窗,2016(12):118.
[3]黎静.高层建筑抗震设计研究[J].工程技術研究,2017,(5):220-221.
关键词:建筑结构;抗震设计;关键问题
引言
近年来,在我国很多地区发生的地震灾害都比较严重,且造成了很大的经济损失。我国一直致力于地震研究,并积极借鉴国外抗震经验,根据我国社会发展与环境实际情况,研究地震灾害并制定有效防震措施,希望能够增强建筑物的抗震与抗倒塌能力,降低地震灾害的破坏,尽可能保护人们的生命与财产安全。
1、建筑结构抗震设计内涵
一般,建筑结构抗震设计主要就是通过研究地震对建筑结构的破坏,结合长期实践积累经验,总结获得的一种有效设计思想与方法。根据地震理论,地震是一种随机性强的振动,其复杂、随机与不确定性等特点突出。从目前来看,还没有一种有效的方式能够想准确的预测建筑物可能存在的地震特性与参数。所以,在建筑结构抗震设计工作中,还不能对建筑结构空间、性质、材料及外界变化等各种因素进行综合考虑,具有一定的不确定性。建筑结构抗震设计不能依赖于计算结果,而是要以实际地震中工程震害的破坏部位和破坏发生原理,结合地震动理论,在此基础上总结与之相关的建筑抗震设计方法,以此作为建筑抗震设计的突破点,从根本上提升建筑结构的整体抗震性能。
2、建筑结构抗震设计的重要性
在建筑结构设计中,抗震设计的主要内容是设计人员通过以往地震中建筑倒塌的数量、破坏情况等进行总结,并在此基础上结合当下的设计理念、建筑场地的实际情况来进行趋于完善的抗震结构设计,使建筑能够抵抗一定烈度等级的地震灾害。抗震设计的目标是为了保证人们的财产、生命安全等,为其提供更加稳定安全的生活环境。因此,设计人员应当充分考虑地震的主要破坏机理,以便站在全局的角度完成抗震参数的设计,使建筑结构的外形、结构、构件质量等都能够提高建筑的质量,达到设计的抗震设防目标。另外,在方案设计阶段,为了给建筑方案提供正确的概念和思路,需要结构工程师综合运用其掌握的结构概念,选择使用效果最好、造价最经济的结构方案。
3、影响建筑结构抗震能力因素分析
3.1建筑原材料的影响
对于建筑工程来说,建筑原材料对建筑工程自重的影响是最大的,同时也会在很大程度上影响到建筑结构抗震能力。依照相关研究得出,地震灾害对于建筑结构产生的破坏作用和建筑工程自重大小存在正相关性,也就是说建筑工程的自重越高,则建筑结构受到的破坏便会越严重。所以,进行原材料选择过程中,要求采用强度相对高,但是质量相对轻的原材料。
3.2建筑结构设计的影响
不同时代人们拥有不同的审美观,而审美的不同也导致建筑结构设计存在差异。开展建筑结构设计工作时,除了应当关注人们审美因素之外,同时也应当保证建筑结构所拥有的刚性以及质性能够更好重合,最大限度降低地震灾害对建筑结构的扭转作用,从而有效的改善其抗震性能。
4、抗震设计的关键问题分析
4.1对建筑工程材料的质量进行控制
在一个建筑工程里面,除了结构会影响到建筑的抗震效果,建筑材料的好坏也会对抗震产生影响。在建筑工程里面,会用到很多的施工材料,所以,这些施工材料对建筑工程的质量和抗震效果会产生巨大的影响。一般情况下,建筑材料的强度,刚度等性能都会影响到建筑的抗震性,另外,建筑材料的连续性还有均衡性也会影响到抗震的性能。选择建筑材料的时候,要查看检测报告,看具体参数是不是达到了抗震的要求。不能贪图便宜选择不合格的产品。
4.2建筑场地的严谨选择
在进行建筑结构的抗震设计过程中,必须要对建筑场地进行合理的选择,保障场地具有一定的抵御能力,可以降低地震破坏性。例如,可以在开阔平坦的坚硬场地以及密实均匀的硬场地土等类型的地段中进行建设,避免在软弱突袭、液化土壤以及状态相对不均匀的场地中进行建设。对于地震高危的危险地段,在地震产生的过程中很容易出现较为严重的崩塌、地陷、泥石流、滑坡等问题,对此在这些区域建设工程势必会直接的降低其整体的抗震性能。同时,在地震产生的时候,势必会引发建筑物的损坏以及各种倒塌等灾害性问题。对此在实践中必须要保障建筑结构自身的抗震性能,在进行工程项目的构建过程中,要尽可能的避免一些对于建筑物有着直接影响的场地,如果无法避免,必须要采取有效的加固措施与手段,综合地质状况以及周边环境,合理的进行抗震设计,这样才可以提升建筑结构的抗震性以及稳定性,避免各种严重的损害问题出现。
4.3科学选择抗震结构体系
首先结构体系要能概括出计算简图和内力传递路线,同时为了增加安全裕度,避免因部分构件的地震破坏而引发建筑整体结构体系失去抗震能力或承载能力,应设置多道抗震防线,比如地震发生时,在框架结构中,填充墙应先于框架破坏;框架-抗震墙结构中,抗震墙应先受水平地震力破坏。同时,在概念设计中要重视强度、刚度的合理分布,质心和刚心偏心距越小越好,避免因局部削弱或突变形成薄弱部位,在遇到地震破坏时产生过大的应力集中或塑性变形集中;对可能出现的薄弱部位,需采取有效措施以提高抗震能力。
4.4科学设定建筑防震缝宽度
随着现代科技的快速发展,建筑工程从规模到外观,都发生了相应的变化,特别是建筑结构形体日益复杂,防震缝设置就显得尤为重要。例如,在建筑地基不均匀处,建筑物长度较大,或错层较大情况下,防震缝设置非常重要。对于防震缝宽度的设计,国家及建筑行业内也颁布了相应的规定。(1)、如果建筑物整体高度低于15米,其防震缝宽度设置为10cm。(2)、如果建筑物整体高度超出15米,在6度、7度、8度及9度高度分别增加5米、4米、3米及2米,其防震縫宽度相应的增加20mm。在建筑抗震设计中,设计人员要严格依照上述规范要求,科学规范的确定建筑防震缝宽度。 4.5科学布置建筑物的平、立面
首先,尽可能的选择较为简单的建筑结构。一些较为简单的建筑结构就可以通过一些计算模型以及设计软件,对整个建筑物受到地震影响过程中的实际情况进行模拟,对建筑结构的位移内力进行精准的分析,合理的加固结构薄弱的部位,提升其整体的稳定性。其次,建筑刚度的中心必须要保障与结构的整体质量相吻合,在建筑结构的设计过程中,要保障整个建筑结构的竖向分布刚度与质量的对等性。最后,建筑的平、立面的刚度以及质量的分布要对称,在对其进行设计的过程中,必须要保障整个建筑物以及相关独立单元的应力刚度以及质量的整体对称性,这样才可以提升整个建筑物结构的稳定性。
4.6非结构部件处理
这里所说的非结构部件通常就是那些不需要对承载能力予以重点关注的部件,比方说内隔板、楼梯踏步板以及框架填充墙等。当然,这并不是说对这些非结构部件就不需要关注的。就从填充墙角度来看,其对框架结构是有一定程度的影响的,其能够切实增强结构抗侧移刚度,而自振周期则会变短,这样一来,地震之时建筑所承受的水平作用力会变大。砌体填充墙和轻型隔墙是有着一定的差别的,填充墙的抗侧移刚度明显是要大一些的,因而布置一定要合理,要确保呈现出对称均匀的特性,这样可确保结构不会出现偏心的状况。沿着房屋的竖向,填充墙一定要连续贯通,这样方可使得框架剪力不会出现显著增加的状况。另外,还可将砌体填充墙作为围护墙来使用,此时要通过一定的方法来确保床裙墙不会对框架柱产恒嵌固作用,避免短柱的情况产生。
5、建筑结构抗震设计注意事项
对于建筑抗震设计而言,要想确保其抗震性能,设计人员要做好以下几方面工作。(1)、建筑布局设计要科学、合理,确保结构受力体系清晰,避免出现应力集中,地震作用不均匀分布的情况,在此基础上抵御地震作用对建筑结构造成的影响。(2)、建立完善的抗震体系,设置多道防线,以此保证在地震的持续作用下,有足够的耗能构件可以吸收地震作用,防止出现倒塌的风险。(3)、依照不同建筑设防类别,调整建筑梁、墙柱等节点部分的抗震等级,确保在中震、大震等罕遇地震作用下抗震性能目标的实现。
6、结语
由上可知,在不可抗力的地震灾害面前,虽然无法做到有效的规避,但是可以通过加强建筑结构设计中的抗震设计来提高建筑的稳定性。设计人员应当在做好建筑选址的前提下,对抗震参数进行精确设计,并在设置多种抗震防线的基础上,做好建筑空间布局设计,以提高建筑整体的安全稳定性能。随着生活水平的不断提高,为了顺应了社会的发展出现了很多的高层建筑,为保证建筑使用的合理性,抗震设计要巧妙的融入到建筑方案设计之中,做到有效保证广大居民的生命财产安全,最大限度的排除一切地震给人们带来的伤害,维护我们共有的和谐家园。
参考文献:
[1]叶列平,缪志伟,程光煜,等.建筑结构基于能量抗震设计方法研究[J].工程力学,2014,31(6):1~12.
[2]马玲.关于建筑结构抗震设计若干问题的思考[J].门窗,2016(12):118.
[3]黎静.高层建筑抗震设计研究[J].工程技術研究,2017,(5):220-221.