土木工程结构设计中的抗震研究尚世力

土木工程结构设计中的抗震研究尚世力

尚世力

吉林大学珠海学院广东珠海519041

摘要:在地震出现时假如建筑结构的抗震性不能符合使用要求,就会导致安全事故的发生。设计人员进行建筑结构设计中,应该严格按照相关标准和设计要求进行抗震设计,加强建筑工程的整体抗震效果,了解抗震设计的重要性,为人们提供更加安全的居住环境。

关键词:土木工程;结构设计;抗震

引言:在建筑工程运行中,地震带来的危害极大,对此,在建筑结构设计中,为保障建筑工程质量与施工效率,降低地震对建筑该工程的破坏,设计人员应重视抗震设计,提高建筑工程抗震能力。在抗震设计中,设计人员应严格把握设计要点,确定建筑工程的抗震性能,提高建筑使用性。

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。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,使建筑物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,继而综合各种因素进行建筑结构的抗震设计。

2建筑结构设计当中抗震设计策略

2.1选择适当的建筑结构形式

建筑行业的飞速发展,建筑结构逐渐向多样化发展。当前,我国常用的建筑结构形式有:砖混结构、钢结构、框架-剪力墙结构等。在建筑过程中,无论选择何种结构进行施工,相关人员应保障,建筑工程必须满足抗震需求。实际上,不同的建筑结构,抗震能力相应不同,砖混结构所使用的主要材料为砖砌体,建筑工程主要以该种脆性材料构成,直接影响了建筑工程的抗震能力;钢结构,以钢筋混凝土为主要材料,承载能力、抗震能力等较强,且生产过程便利、施工相对简单,能够充分利用,被广泛应用于我国建筑工程中。在工程建筑中,若建筑工程设置在四川、台湾等地震多发区,选择钢结构为建筑结构较好,有效提高建筑工程的抗震等级。

2.2地理位置的合理选择

众所周知,地震的发生,是地壳运动时板块之间发生碰撞导致,为建筑物带来极大损坏。对此,在建筑工程中,选择工程建设位置,能够有效降低地震的破坏。须知,地质运动是导致地震发生、建筑物损毁的主要原因,对此,选择抵抗地震能力较强的地质,设计建筑工程,能够有效提高建筑工程抗震能力。笔者认为,在地理位置选择中,应遵循以下两点:①地质较为坚硬,承载能力较强,能够有效避免地震到来时的塌陷问题;②地势平坦、广阔的位置,能够有效保障建筑物的稳定性,并为人们提供避难场所,降低地震带来的损坏。

2.3屋顶的抗震设计

房屋建筑质量较小将会显著提升结构的稳定性,此时在出现地震灾害时不会造成较大影响损失,全面提升建筑物的安全性能。为了全面降低在地震发生期间建筑损伤程度,在施工建设期间需要将建筑物各个部分的质量进行减轻处理。为了全面降低建筑物各个结构的质量,需要注重建筑物屋顶和墙体的质量。当建筑物的质量比较大时将会相应降低建筑物的抗震性能,在出现地震灾害之后就会严重损坏建筑物内部结构。因此在设计期间需要明确规定各结构的材料质量。在建设屋顶时需要最大限度降低屋顶高度,加强牢固性,并且需要选择较强质量的施工材料。也就是说在设计和建设房屋时需要选择节能型材料,并且不能在建筑屋顶上设置其他受力结构,避免增加建筑重量和高度,加大建筑高宽比比例,对抗震性能造成影响。

2.4建筑结构设计中的隔震措施

在设计建筑结构中,要综合考虑地理环境、建筑尺寸、抗震位置、抗震装置和建筑物基础等等。通过在建筑结构中设置隔震层,能有效降低地震冲击力。依照隔震层设置的不同位置,通常可以分成四种类型:(1)地基隔震,主要在建筑基础底部接触土层的位置布设缓冲层,发生地震时能对作用力进行反射与吸收。(2)基础隔震,主要是在建筑上部结构接触基础的位置布设隔震层,避免地震力从地基传播到上部结构汇总,降低对上部结构造成的破坏,在多层建筑中比较适用。(3)间层隔震,通常在建筑物原始结构层中布设隔震层,从而对地震冲击的余力进行吸收,降低地震力影响。(4)悬挂隔震,主要采取悬挂全部或部分建筑物的方式达到隔震效果。

2.5结构空间刚度

建筑是由横、纵两个方向上的承重构件及楼盖构成的结构体系,具有空间刚度,抗震能力由空间刚度及稳定性直接决定。刚性楼盖是使所有竖向构件实现共同受力的重要基础,宜为现浇形式的楼屋盖,而且在砖混体系当中,采用这种楼屋盖除了能避免散落与滑移,保证整体性及刚度,还能适当放宽对墙体对齐提出的要求,所以对以剪切变形作为核心的砖混体系,可以对其层间变形进行有效控制,楼屋盖当水平刚度较强时,能为荷载传递创造良好条件,如果平面上的墙体未能对齐,则采用这种楼屋盖,还能对墙体予以约束。在砖混结构建筑中,常会用到纵墙或者是横强来承重,因其另外一个方向上的具有约束作用的墙体数量较少,且间距较大,所以建筑另外一个方向上的刚度相对较弱,无论是空间刚度还是整体性,都难以满足要求,导致抗震能力无法达到要求,受中强地震作用后,墙体因平面外发生失稳而率先产生破坏,最终导致整个建筑倒塌。当在两个方向上同时布置纵墙或横墙时,因它能减小纵墙发生的侧向变形,提高空间刚度,保证整体性,无论是对双向地震作用,还是抗剪与抗弯,均十分有利,具有良好的抗震性能。除此之外,在对墙体进行布置时,应优先考虑纵墙贯通模式。如果纵墙无法实现贯通布置,则应在连接部位采用合理可行的加强措施,比如在交接部位使用由钢筋混凝土制成的构造柱,同时对构造配筋予以适当的加强处理,和构造柱直接相连的墙体,需要同时进行砌筑施工,放坡留搓,在必要的情况下,按照一定间隔增设水平钢筋,用于提高结构体系的整体性,避免纵横墙之间的交接部位被拉开。

2.6墙体的设计分布

在建筑物内部设计当中墙体是受到地震影响最大的结构构件,在地震灾害发生期间墙体较容易出现裂缝现象,还会出现倒塌危险,因此需要合理设计建筑的横墙和纵墙。在规划和设计建筑结构时需要确保纵向墙体和横向墙体分布均匀,能够全面承受建筑整体重量。墙体数量和内部空间能够决定建筑刚度,当墙体数量较小时各个墙体之间需要设置较大间隔才能够分板分离建筑内部空间,这样就会降低建筑刚度,也会降低抗震性能,因此墙体位置与数量分布情况将会全面加强建筑设计的整体水平。

结语:

综上所述,在当前社会,城市化的进程,高层建筑成为人们生活、工作中的主要建筑物,一旦发生地震,高层建筑极易坍塌,危害人们的生命安全,带来重大损失。对此,在建筑工程设计中,应重视地震设计,充分考虑房屋结构的设计,选择适当的地理位置与建筑结构形式,明确建筑等级,重视抗震防线设计,提高建筑工程抗震能力,保障人们生命财产安全,推动我国建筑行业向前发展。

参考文献:

[1]朱耀洲.关于建筑结构设计中的抗震结构设计研究[J].建筑工程技术与设计,2017(5):425.

[2]刘志辉.关于建筑结构设计中的抗震设计研究[J].建筑工程技术与设计,2016(18):513.

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