建筑结构设计中抗震设计探讨

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  [摘 要]建筑结构抗震设计方法的正确应用对保证结构的抗震安全和经济合理具有十分重要的意义,经过近百年来抗震设计方法的研究和进展,已从最早的静力侧力法逐步发展到考虑地震地面运动特征和结构自身动力特性的反应谱法,并进而发展到考虑小震、中震、大震作用下的结构受力、变形和损伤状况的抗震性能优化设计方法,可根据不同要求和结构中不同构件对结构安全所起的作用区别对待,采取有针对性的计算和抗震措施,做到建筑结构抗震设计既安全又经济合理,其意义是十分重大的。
  [关键词]建筑结构;设计;抗震设计
  中图分类号:TH427 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)10-0157-01
  1 关于建筑结构设计抗震的概念解析
  针对建筑结构设计抗震概念的分析,要能够从多方面的角度来进行分析。因为整个建筑结构设计往往是涉及到多方面因素,所以在进行建筑结构的建设设计中,只有将建筑结构的抗震设计进行探讨,才有助于建筑工程的建设工作。总体来说,建筑结构的抗震设计要能够根据地震灾害及建筑工程以往总结的工作经验来进行相关抗震设计的理论和观念的总结。其中整个建筑结构的抗震设计是一个长期的过程,将整个建筑设计的方案进行制定和最终实施,中间主要包含有更多的不确定性和复杂性甚至随机性的东西,尤其是针对地震这一地理灾害,人们很难把握整个地震发生的时间和地点。所以在进行抗震结构设计上,要能够综合考虑各方因素来进行建筑工程的抗震设计。
  2 影响建筑抗震的因素
  2.1 建筑结构材料
  建筑结构材料是影响抗震效果的重要因素,但这个因素往往在结构设计中被人忽略,一般情况下,地震对建筑物的作用力的大小与建筑物的质量成正比,同等条件下,建筑材料的质量越好,受到的地震作用力也越小,相反,建筑物必然会受到地震的作用力,为了增强建筑的抗震性,在实际的工程中,可以采用隔断、板楼、围护墙、空心砖等轻质材料,来提高建筑物的抗震性,建筑材料对建筑结构的影响关系到建筑物的整个项目周期。
  2.2 建筑结构类型
  我们知道,在其他条件相同的情况下,砖混结构的抗震性能最差,框架结构相对较高,而剪力墙结构最好,因此,在对建筑物进行抗震设计时,在考虑经济条件的允许下,应尽量选择抗震性能好的结构类型,并选择合适的建筑结构外形,以增强建筑物抗震的性能。
  2.3 建筑施工质量
  施工质量是建筑结构设计的最关键因素,施工质量的好坏直接决定着工程质量的优劣,施工质量的影响因素很多,施工人员的素质、施工管理水平等都会决定最终的施工质量,如果施工质量不过关,就很难起到正确的抗震作用,因此,建筑施工质量是影响抗震的又一因素。
  3 建筑结构设计中的抗震设计
  3.1 墙体结构的标准化设计分布
  在针对建筑开展内部抗震性能改良设计活动中,需要全面加大对当中墙体的关注力度,毕竟该类媒介始终经受地震活动较为深刻的影响效应。透过以往地震灾害事件中观察总结,建筑内部墙体在地震事件滋生期间都会滋生出裂缝,亦或是倒塌状况,所以说日后要想方设法加大对这类建筑内部纵横墙体的规范化设计力度。尤其是在对建筑构造进行设计规划的同时,要考虑到横向墙体和纵向墙体的承重力和数量,如果墙体数量较少,各墙之间为了分离建筑的内部空间就会间隔较大,建筑的刚度就会较小,抗震能力也相对较低,所以墙体数量和位置的分布,是改善我国建筑抗震设计质量过程中,必须集中审视的细节性问题。
  3.2 建筑结构抗震材料的选择
  在建筑结构设计中,材料是主要的承重原料,材料的刚度和塑性对建筑结构抗震的影响较大,为了确保建筑物的整体抗震性、稳定性,在选用材料时,要结合本地的地震历史资料,选择合适的建筑材料。从抗震角度考虑,作为建筑材料应轻质、高强;构件间的连接应有良好的整体性、延性,且能发挥材料的全强度。按照此原则,钢结构是最符合抗震材料要求的,多次地震灾害实例表明钢结构的抗震性能好,但钢材的造价及维护费用较高。现浇钢筋混凝土结构整体性好,造价低廉,有较大的抗侧移刚度,经设计可保证结构具有一定的延性。但该材料也存在难以克服的弱点:当地震持续较长时间时,在反复的地震荷载作用下,构件刚度因裂缝的开展而递减,将混凝土挤碎。装配式钢筋混凝土结构施工方便,但它的抗震弱点在于框架节点等构件接头强度及变形能力均低于构件本身强度而形成薄弱环节;同时预制构件装配时会产生次应力,整个结构缺乏连续性和整体性;故这类结构不宜在高烈度地区采用。因此在建筑结构设计中,为了达到提高建筑抗震性能的目的,必须科学合理选择适合该建筑的建材。
  3.3 建筑场地的选择
  选择合适的建筑场地也是能提升建筑结构抗震性能的。尽量选择土地成分及土地结构具有良好密度和硬性的场地,并且该场地土质成分均匀性良好,这样的场地作为建筑结构工程的建设场地,才能保证建筑场地范围内的土地能更好地、均匀地承受上部建筑结构的荷载。设计人员在建筑场地选择中应该避开软土、液化土、采空区以及河岸边缘等相关地段,避免因为上述地质范围中土体的密实度、坚硬度以及凝结度等相关性能的低劣而导致建筑物在应对地震灾害的过程中出现土体承重荷载能力不够的现象;对于一些容易发生滑坡、地陷以及泥石流等山體事故的危险地段,也应尽量避开选择其作为建筑结构的设计场地;同时尽量避免建筑场地选择在地震断裂带上,这样才能避免降低上部建筑结构对地震灾害作用力的抵抗性能。
  3.4 建筑结构参数计算
  根据该地区的自然条件选择该建筑恰当的抗震级别和合理的抗震措施;根据不同建筑结构类型在面对地震冲击力时所具有的荷载作用力完成抗震设计参数的选择;使用先进的计算机技术,建立相应的建筑结构抗震计算模型对该建筑的抗震作用力进行清晰明确的计算,保证所选的抗震级别、抗震措施、抗震设计参数、抗震计算模型能够符合该建筑结构的抗震性能,保证该建筑抗震建筑结构设计过程中受力的合理性及科学性。
  4 抗震结构设计注意事项
  在针对建筑不同结构进行抗震性能强化过程中,要尽量使结构的刚度和质量均匀分布,使得建筑不论是平面还是各立面上都呈现出规律的感觉。因此在建筑物的抗震设计时,一定要注意建筑自身结构排列衔接的均衡性,同时合理分配各项资源,尽量减少各类力源对建筑抗震和安全性能的侵蚀。须知在地震灾害侵袭过程中,不单单会引发大规模的建筑架构塌陷和地质破坏现象,同时还会引发强烈的空气冲击,以及结构荷载等不良效应,这部分消极因素交互式作用之后,建筑整体结构自然饱受摧残。所以说,在针对相关建筑设施进行抗震架构规范设计过程中,必须要将地震灾害引发的其余问题全面考虑进去,经过多方创新技术要素和实践经验贯穿融入过后,使得该类建筑物抗震主体结构强度能够顺利达标,其核心动机指标便是在削弱地震灾害携带的破坏威力基础上,令建筑物主体架构一直处于一类安全性较高的空间环境之中。
  总之,建筑抗震设计是一个较为复杂的过程,设计因素较多,需要从各个方面进行综合性研判,才得到获取最佳的设计效果。通过落实抗震验算,设置多道抗震防线,完善隔震及消能减震设计,可进一步强化抗震效果,让建筑物的抗震性能得到提升。
  参考文献
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