建筑结构设计中抗震设计探析

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  摘要:地震具有突发性强、破坏力度大等特点。在科学技术高度发达的今天,仍然无法准确预测地震的到来。并且随着社会的不断进步,用地面积也在不断增加,建筑结构设计也在变化,房屋建筑朝着高层发展。为了预防地震带来的破坏,因此,必须做好建筑结构设的抗震设计工作。
  关键词:建筑;结构设计;抗震设计
  1建筑工程中抗震设计的必要性
  在实际生活中,对建筑结构造成巨大破坏的原因之一就是地震灾害,同时其也是使建筑物损伤最严重的自然灾害。不仅如此,地震灾害还严重威胁人类生命安全。多年来,地震给我国人民的生命财产安全带来不可估计的损失。如唐山大地震,使几十万人失去了宝贵生命,还有汶川地震也造成了大量伤亡,同时给人们的心理也带来严重伤害。随着我国经济的不断发展,城乡一体化工作也取得了很大进展,很多地区人口密集。与此同时,一幢幢高楼大厦也开始不断涌现。一旦发生地震灾害,所带来的各方面损失将是无法估量的。尽管人们已经意识到地震所带来的危害性,但由于科技发展的限制,目前世界上还无法精确地判断出地震发生的时间、地点,以便提前做好防护准备。所以为尽可能地减少地震灾害带来的损失,人们开始将研究重点转移到发生地震时可能给人类带来巨大伤害的建筑物上,因此建筑工程中的防震设计十分必要。
  在建筑结构的设计过程中加入防震设计,会使建筑本身具有很好的稳定和安全性。在地震发生时,具有较强的抵抗能力,使建筑内人们的生命财产安全得到保障。工作人员在进行建筑工程的抗震设计时,应充分考虑建筑的用途、地理位置等因素,综合建筑的这些因素进行建筑结构的抗震设计。此外,抗震设计还应遵循相应原则,切实考虑到实用性及可实现性。为建筑结构的稳固安全做好准备工作,给人们的生命安全提供更加强有力的保障。
  2建筑结构的抗震设计原则概述
  2.1建筑结构概念设计
  在对建筑结构进行设计之时,抗震概念设计是重点,要抗侧力结构的规整与均匀才能保证结构更加的安全,同时要保证相关的构件强度由下至上逐渐变低,一个理想状态的结构,最好采用与现行规范相吻合或基本吻合,具有形状对称、刚度对称,平面规则、竖向规则,通过屋、楼盖系统对结构进行适当的“加与减”,这样可使得地震力能够有效传递给所要的竖向抗侧力构件-地震力按设计人员思路去传递,使之能更为均匀的分散出去,此时,对建筑结构的抗震性能就会有大幅的提升。
  2.2建筑的结构刚度
  地震发生时,其所产生的作用力通常具有双向性,因此在进行设计之时,一定要确保建筑能够切实抵抗每个方向的作用力。若想切实达成目的,设计人员则要切实把控好两个方向的结构刚度,确保其处于最佳状态。另外来说,在进行结构刚度设计之时,若想使得结构不会出现太大的变形,就要增加刚度,但太刚结构也会出现脆性破坏的问题。对结构的刚柔度进行分析可以得知,抗侧力结构最理想状态是结构刚度满足比要求的水平位移度稍小些就可以了。
  2.3布设抗震的防线
  建筑抗震结构体系当中所涵盖的结构体系是相对较多的,只有结构分体能够形成紧密的协作关系,建筑的抗震性能才能得到强化。一般来说,主震之后会伴有次数较多的余震,震级或大或小,因而在设计之时要增加抗震防线的数量,这样才能使得余震带来的影响降至最低。当然,在设置抗震防线之时,必须要确保布设的方式的恰到好处与节点构造恰当的选择,这样才能保证结构刚柔适当,如此方可使得结构的延性得到增强,不会出现倒塌的状况。
  3建筑结构设计中抗震设计分析
  3.1建筑场地的优化选择
  建筑场地的安全性是保证建筑物抗震优劣的前提。在选择场地时,应不同建筑类别对场地的要求也不同,我国抗规将场地分为三段,其中对不利地段提出应避开要求;对危险地段严禁建造甲、乙类建筑,不应建造丙类建筑。对建筑场地类别,按土层等效剪切波速和覆盖土层厚度划分四类,此数据与地段划分不是一回事,地段是解决建在这里行不行,类别是确定特征周期Tg。
  3.2科学选择建筑结构体系
  在建筑物进行设计的时候,我们一定要保证建筑物的整体协调性,其中最重要的就是建筑物的工程体系,要选择合适的工程体系,所以,对建筑物进行抗震设计的时候,要保证稳定和安全。合适的建筑工程结构体系能够满足变形的要求,而且还能够把地震的冲击力消耗掉一部分-这是地震“铰”的概念。建筑物在设计的时候,要有一定的刚度,从而在地震发生的时候不会出现过大的变形,良好的变形机理和恰当的节点对大地震的发生的变形有一些缓冲的作用,不让建筑物有整体受损或倒塌。所以,建筑物的结构体系非常重要,要选择科学合理的结构体系,保证建筑物有明确的传播力的途径,对于转换层要除满足上下刚度比的要求外还要有一定富裕度的强度。
  3.3多重抗震防线的设置
  在目前的建筑中,面对地震灾害频发的情况,多重抗震功能是十分重要的。多重抗震防线的设置,通常是指在建筑结构设计的过程中,设计人员根据实际情况来对建筑进行多重抗震设计,特别是在建筑的组成构件上。在进行抗震设计时,设计人员应当选择具有良好延性、剛度较好的构件和材料作为抗震防线的主受力构件和材料,加强抗震性能,形成良好的抗震防线体系。在上述情况下,当第一道防线在大震时进入“持荷”阶段,这时再来的地震力还会有后续防线发挥作用,保证了“大震不倒”这三大原则之最关键的一道,为人们的生命安全、财产安全提供保证。此外,多重抗震防线的设置对设计人员的综合能力要求非常高,因此,设计人员需要提高自身对抗震设计的重视程度,并在此基础上严格要求自己,学习更多专业领域的知识,以便在抗震设计中发挥更多效用。
  3.4合理选择建筑物防震缝宽度
  在科学技术的进步以及经济的发展过程中,建筑工程得到了质的改变,建筑结构形式逐渐复杂,规模也越来越大。在这些建筑工程中,如何保障其建筑质量,满足其结构性能是作为设计师的工作内容,而防震缝设置则是影响建筑结构性能的重要因素,我们认为要不就“抗”-抗要抗的强,至少在塑性计算中变形值满足在规范规定且有一定富裕,要不就“放”-放要放的彻底,切忌抗不住、放不开。如必须时要设置防震缝时,须知抗震分缝是分在刚度(含形状)突变处,分完后单体的高宽比在改变,其周期、参数等都变了。在进行防震缝设计过程中还要除要遵循以下二点分缝宽度取值:①在建筑物的整体高度小于15米的时候,可以设置10厘米左右的防震缝;②在建筑物高度高于15米的时候,6度则要增加高度五米,7度要增加高度为四米,8度要增加高度为3米;9度要增加高度为两米;而其防震裂缝的宽度则要增加20厘米左右。合适的抗震缝的选择有起化繁为简的效果,有利于提升结构的抗震能力。
  4结语
  在当今时代,建筑设计不能仅仅只在乎建筑物的实用性和建筑带来的利益,建筑设计工作者应改变以前的观念,加强自身建筑设计专业知识之外,更要重视抗震设计在建筑结构设计中的作用和价值,把抗震设计概念放在重要位置,采取科学的方法加强建筑的抗震能力。
  参考文献:
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