建筑结构抗震设防设计中的相关问题探讨

建筑结构抗震设防设计中的相关问题探讨

天津市天友建筑设计股份有限公司天津300000

摘要:我国是地震多发国家,因此在建筑工程的设计施工中提高抗震性能就显得尤为重要,但当前的建筑结构抗震设计普遍遵循“小震不坏、中震可修、大震不倒”的随意性原则,没有考虑到建筑结构的变形验算、建筑结构的非线性和线性地震反应分析等重要过程。为了确保建筑物的抗震性能在面对不同等级的地震时能够尽可能地减少人员伤亡,就需要在建筑结构中基于性能进行抗震设防设计,以实现预期的抗震目标。

关键词:建筑结构;抗震设防;创新策略

1导言

在国内的建筑工程中,很重视建筑结构抗震设防设计,在此项发展中取得了一定的成绩,但是在施工的过程中会仍然存在一些问题。建筑结构设计抗震的过程中,应该对设计精度进行研究。在建筑设计的过程中,抗震技术是很重要的施工项目。要制定精细化管理措施,保证施工的顺利发展,提高我国建筑结构的抗震性能。

2影响高层建筑抗震效果的相关因素

2.1拟建场地的选择

地震作用是由于大地的运动引起建筑物结构的动态作用,当这种动态作用超过建筑物的水平抗力时,建筑物就会遭到破坏。因此,减轻地震破坏的第一道工序就是选择抗震有利的场地。比如,拟建场地应避开活动断裂段,避开容易引发滑坡和崩塌的地段。另外,对于极易引发水灾和海啸等次生灾害的不利地段也应避开。

2.2高层建筑结构使用的原材料和施工工序

高层建筑的抗震效果与建造过程中使用的原材料有着直接的影响,一般来说,所采用原材料的质量越好、性能越好,地震作用力对建筑物的破坏和影响就越小;反之,在遭受同等地震作用力时,采用质量较差、性能较差原材料的建筑物极易遭到破坏。基于抗震考虑的高层建筑在施工中尽量选择空心砖,塑料板材以及加气混凝土板等质量较轻的材料,这些材料对提高建筑物抗震性能非常有利。高层建筑的抗震效果与施工过程中的每个环节、每道工序也是息息相关的,因此我们在施工现场应高度重视施工中各个工序的管理工作,严格按照设计图纸和相关规范科学合理地安排每一个施工环节,确保建筑的工程质量满足抗震设防设计的要求。

2.3高层建筑自身结构设计

我们把高层建筑可以看作是固定在地面上的一个悬臂结构,它一方面受垂直荷载作用,另一方面受水平荷载作用。其中,垂直荷载使结构产生轴力,其大小与建筑物高度基本呈线性关系;水平荷载使结构产生弯矩,其大小与建筑物高度基本呈二次方变化。一般情况下,对地震作用效应影响较大的是水平荷载,高层建筑抗震结构设计首先要保证建筑物的结构要有较大刚度。高层建筑结构设计的主要矛盾就是抗水平力,我们应根据抗震等级和水平荷载的分布设计采用不同的结构体系。高层建筑一般采用钢结构或钢筋混凝土结构,其二者各有其特点。其中:钢结构具有自重轻、抗震性能好、强度高、延性好以及施工工期短等优点,其缺点是造价要比钢筋混凝土结构高。当场地地基土的特征周期较长时,地震时极易引发共振,造成更大的破坏;钢筋混凝土结构具有刚度大、造价低、整体性好、承载能力大等优点。其缺点是结构自重大、抵抗塑性变形的能力相对较差。因此,钢结构一般用于柔性结构,钢筋混凝土结构一般用于控制塑性变形的刚性结构。

3建筑工程抗震设防设计应采取的措施

3.1工程抗震设防设计

目前,相关人员对建筑结构抗震技术进行分析,在我国形成一套较为先进的建筑结构抗震设防设计方式,取得了成就。在建筑工程抗震设防设计管理中还会出现一定的问题,需要在实践运行中不断的完善。根据建筑地的烈度等级具体分析,在设计的过程中,我国将地震的降低系数统一为2.86,且还将用于结构截面承载能力设计以及变形验算的小震确定了一个固定的统计意义。

3.2建筑平面的合理设计

在建筑平面设计中,如果建筑墙体或钢构不够对称的话,那么在发生地震的时候就会由于建筑结构表面受力不均,造成建筑变形的严重后果,最终导致建筑墙体以至建筑物整体受到损坏。建筑平面设计最关键的部分就是平面组合设计和单个房间设计。在进行建筑平面设计时,其具备组合形式多样化的特征,选择最佳平面的组合形式。比如在进行集中式的设计时,可以将大厅作为媒介,来有效融合各个房间,这种设计形式更适合应用于商场或者展览馆中,因其使用的跨度结构和空间结构等都比较大,可以更好的提升建筑结构的抗震性。

3.3建筑物的高度设计

在建筑结构抗震设防设计的过程中一定要注意建筑物高度的设计,我国高层建筑结构混凝土结构技术规程中的相关规定,在一定的结构形式下,根据实际情况选择对建筑物选择适当的高度,在这个高度下,要保证抗震性。目前,有很多建筑出现超高的现象,这样就会降低抗震性能,在震力的作用下可能够造成一定的破坏。

3.4建筑造型的合理设计

设计人员在设计建筑结构的时候,造型设计与建筑体量、布局等等方面有着紧密的联系,其在建筑结构设计当中可以作为重要的内容。通常在建筑设计造型的阶段,要重视建筑设计造型的质量,不能过分的追求美而忽略了质量,这样就会导致建筑设计出现不对称或者不规则的状况。当设计工作人员在设计的过程中,要到施工场地进行详细的考察,结合实际情况进行设计。要坚持对称的原则,尽量避免建筑结构受到外力的拉伸挤压影响。建筑结构的抗震设防设计水平的有效保证,是建筑设计美观性与艺术性得以体现的前提性基础,设计人员在不影响抗震设计的情况下,将二者进行有机结合,来达成多方面的需求。

3.5建筑结构设计

在建筑结构抗震设防设计的过程中,应该完善建筑结构设计。例如在砖房抗震设防设计的过程中,有很多设计都没有对抗震承载能力进行计算,使得相近的多层砖房在采用砌体强度等级时出现较大的差距。在多层砖房抗震的设计中,设计者能够采用的抗震措施存在很大的差别,构造柱和圈梁的设计有的设计富余较大,有的则不足,且大部分的设计不完整,这样就会影响施工,降低抗震性能。

3.6建筑关键构成部分的设计

当地震要发生的情况下,楼层板块和楼梯之间的构造,在一定程度上对建筑结构整体的抗震能力起到一定的帮助作用。首先是楼梯间的设计。因为楼梯间是竖向的,在设计的过程中要注重快速疏散人流。在楼梯间的平面图设计中,设计人员应该结合建筑物的实际情况,考虑影响楼梯的构建因素,进行科学合理的楼梯构件设计。例如,在进行建筑主体结构与楼梯框架结构设计的时候,设计人员需严谨验算楼梯构件抗震能力,并有效规避楼梯布置过程中不规则现象的出现,除此之外,梯板的厚度也要合理,在掌握建筑重量以及结构刚度分布情况的同时,使墙柱刚度与强度得到有效的保证。

4结束语

总之,抗震设防设计是现在建筑结构中最为重要的部分,建筑结构的稳定和安全性直接关系到社会经济的发展和人民群众的生命财产安全。在抗震设防设计中,一定要选择合适的结构体系和场地,对当地的地震情况进行全面的分析,从实际情况出发,选择合理的设计理念。我国本身的地域面积就很广,不同区域的地质环境和条件也会有着天壤之别,这就需要根据区域的具体情况制作出一套规范的抗震设计标准,这也是对设计人员提出的高要求,只有更科学的进行抗震设防设计,才能提高建筑结构的抗震性能和质量,在保证建筑行业健康发展的同时,让人民群众的生命财产安全得到相应的保障。

参考文献

[1]齐玉平.关于建筑结构抗震设防设计若干问题的讨论[J].建筑知识,2017,37(08):13-14.

[2]刘志忠.关于建筑结构抗震设防设计若干问题的思考[J].建材与装饰,2016(02):129-130.

[3]杨甲奇.关于建筑结构抗震设防设计若干问题的探讨[J].门窗,2017(02):99.

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