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摘要:建筑结构的抗震设计要具体问题具体分析,综合考虑所在地区的地质特点和施工环境、经济、技术等因素,保证抗震结构的设计满足抗震性能的要求,最大程度上的保证抗震的实际使用效果。可以运用计算机进行技术辅助,保证数据和计算的可靠性,同时要选择延性和强度较好的材料。
关键词:建筑结构设计;抗震结构设计;探索
引言
近年来,我国城市经济建设发展势头正旺,城市人口数逐年增多,为有效利用空间资源,建筑已成为现代化城市发展的主要建筑形式。而建筑必须具备良好的安全性、稳定性以及可靠性,才能确保其各项功能的实现,满足人们工作生活的使用需求。抗震设计作为建筑结构设计的关键环节,对于建筑结构的稳定性及安全性有着直接的影响。为避免建筑结构在地震作用下遭受严重破坏,能够最大限度的保障生命财产安全,建筑结构抗震设计工作十分关键,为此,必须不断优化建筑结构抗震设计,进一步提升建筑结构的抗震性能。
1抗震结构设计需要遵循的原则
抗震结构设计中运用的构件对承载力、刚度、稳定性和延性等方面有更严格的要求。针对结构构件较为薄弱的环节要采取抗震力更高的有关措施,避免使用竖向荷载力承载构件。此外,抗震结构体系需要延性较好的结构构件进行连接,例如,在框筒结构的抗震设计中可以将框架和剪力墙进行整合应用。多道防线设计也是必不可少的,可以避免首次破坏后造成建筑物的余震损坏情况发生,不同的防线可以实现延性和刚度的有机统一,将地震产生的能量被耗散掉,保证建筑结构的抗震效果。由于抗震结构中构件的强弱不同,因此需要使抗测力构建在主耗能构建防线被破坏之后可以进行弹性适应,防止结构倒塌和进一步损坏。具体来说,抗震结构设计的原则如下:
(1)整体设计原则。抗震结构设计需要保证从建筑的整体进行考虑,例如,在高层建筑结构要保证地板的完整性,在一定程度上可以使结构可以收集和传递惯性,相当于在水平上进行分区,实现垂直倒立结构具有的功能。在抗震结构设计中要保证各个子结构的抗震性能,才能使整体抗震性能得以实现。
(2)结构清晰原则。在建筑抗震设计中涉及到地震力的传递路径,只有在设计的时候遵循结构清晰原则,才能对结构模型的位移情况、内力和薄弱环节进行数据分析和清楚的计算,采取相应的预防措施,保证了建筑结构设计效率。
(3)使刚度与抗震能力相适应。建筑物遇到地震时对结构的刚度和抗震能力具有双重考验。在进行结构设计时首先要考虑结构的刚度可以抵御来自所有方向的震动,控制结构的变形和平衡度,降低地震对建筑物的损坏。充足的刚度和完好的抗震能力是一般建筑物的结构需要必备的基本功能,尤其是高层建筑。
(4)结构的规则性与均匀性。建筑的布局分为垂直和纵向,在结构设计重要保证与抗侧移刚度一致,使轴承在抗侧移的过程中刚度不会突然发生改变,尤其是在设计垂直结构的建筑布局时,由于建筑基础较为薄弱,要保证建筑的结构设计符合抗侧移刚度的要求。
2建筑结构抗震设计中存在的问题
2.1抗震设计在结构设计中不够重视
当前之所以建筑结构在地震中被大量破坏,究其原因,也是因为抗震设计在结构设计中的作用不够明显,设计人员不够重视所致,这些问题尤其是在建筑物的加层或者在改建中经常出现,这些小问题,小隐患在遇到地震之后就会被放大,成为威胁生命与财产安全的重大问题,所以设计人员应当结合施工的实际环境,对抗震等级与建筑物的构造进行合理的选择。
2.2建筑选址存在问题
当前建筑结构设计内容中经常会出现建筑选址方面的问题且数量较多,其原因在于建筑结构的设计与建筑位置的选取本身就存在着非常密切的关系。一方面建筑结构的设计水平直接受到了建筑选址的明显影响,设计人员必须充分考虑到建筑位置的所在区域、周围环境对建筑结构安全性的影响,其土壤质量、天气情况、水利情况、人流情况等均会对建筑结构的设计提出相应的要求;另一方面建筑位置的选择将直接影响到建筑结构设计方案的实际执行效果,很有可能由于建筑位置的选择导致建筑结构的某部分设计内容无法实际执行,严重者还有可能导致建筑结构的安全性受到严重威胁。
3建筑结构设计中的抗震设计应用
3.1选择合理的地理位置
发生地震主要是因为地壳出现运动,从而引发板块之间发生碰撞,对建筑会造成非常大的破坏。基于这一情况,在开展建筑设计的时候,一定要选择合理的建设位置,尽可能减少地震带来的破坏。因为地震是由地质运动引发的,建筑被破坏的主要因素就是因为地质发生了很大的变化,所以可以选择地质比较强的位置建设建筑,增强抗震能力。作者认为在选择地理位置的时候,应当基于以下两方面:(1)地质比较坚硬的位置,相应的承载能力也更强,可以有效防止地震引发的塌陷。(2)地势平坦、广阔的位置,可以有效确保建筑的稳定性能,减少地震带来的损坏。
3.2重视高层建筑材料的选择
进行高层建筑结构抗震优化设计过程中,设计人员必须严格控制建筑材料质量,并要深入了解每一种建材的优缺点及其性能,对各种材料的抗震性能进行科学的研判,在材料的选择方面,在考虑材料质量的基础上,更要对其承载力以及抗变形能力等进行判断,尽可能的采用满足抗震要求又能实现经济性原则的的结构材料。例如选用加气混凝土板、陶粒混凝土或者空心塑料板等质量较轻的高强度材料时,能够在减轻建筑结构自重的基础上实现建筑结构强度的大力提升,不仅提升了建筑物的抗震性能,在极大地保障了建筑的整体质量,当地震作用时,对建筑的的破环程度也会相对减小,为此,在资金条件允许基础上,尽可能的采用强度高、质量轻的建筑材料,这样在保证强度情况下减轻结构自重,在一定程度上减轻建筑的自重和承载压力,提升高层建筑的抗震性能。
3.3选择合适的建筑结构形式
随着建筑行业的快速发展,结构也逐渐向着多样化的方向发展。现阶段,我国比较常见的建筑结构包括:框架-剪力墙结构、钢结构以及砖混结构等。在开展建设的过程中,无论采用哪种结构进行施工,工作人员都必须要使抗震需求得到满足。但从实际的建筑结构就可以看出,不同的结构实际的抗震能力有很大的差距,砖混结构主要材料是砖砌体,脆性比较大,对建筑的抗震能力有很大的影响。而钢结构主要材料是钢筋混凝土,该结构的优势是抗震能力强、承载能力大,而且施工比较便捷,在目前有非常广泛的应用。
3.4合理明确抗震等级
在对建筑工程进行抗震设计的时候,只有对抗震等级进行明确确,才能有效保障工程的质量。工作人员要根据建筑的特点,设计相对应的抗震等级,为后续的抗震设计提供支持。现阶段,我国的抗震等级划分,主要是参照建筑的使用功能,分为甲类、乙类、丙类、丁类这四大类。在建设写字楼或高层建筑中,应用最多的是丙类。
结束语
随着人们生活水平的提高,对于生活质量的要求也有了很大的增长,在开展建筑结构设计的过程中,必须要满足人们的个性化要求之外,最为重要的就是安全问题,而抗震设计在建筑结构中是非常重要的组成部分,直接关系到整个建筑的安全性。因为我国有广阔的领土面积,很多地区属于高发地震带,对该地区的建筑开展抗震设计具有非常重要的现实意义。
参考文献
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