河北省机械科学研究设计院河北石家庄050000
摘要:在房屋建筑工程项目设计中,要准确把握结构设计要求和参数,保证建筑结构能够科学合理,进而在建筑物使用时达到较高安全级别,保证人身和财产安全,其中,确保房屋建筑抗震性能是提高建筑物安全性的必要环节。研究得知,让建筑物具备合理的抗震性能,需要从多方面进行考虑,从结构设计入手,对当前建筑物的抗性进行分析,并加以严格控制,充分考虑建筑结构的安全性和有效性。因此,本文对房屋建筑结构设计中抗震设计进行研究。
关键词:房屋建筑;结构;设计;抗震
1房屋建筑结构抗震设计的重要性
结构抗震概念设计是指根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想,进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。如能利用合理的结构理论、结构抗震概念设计可使结构设计更趋合理,最大限度地减少或避免建筑物在地震中破坏或倒塌。在建筑结构设计中,抗震设计的主要内容是设计人员通过以往地震中建筑倒塌的数量、破坏情况等进行总结,并在此基础上结合当下的设计理念、建筑场地的实际情况来进行趋于完善的抗震结构设计,使建筑能够抵抗一定烈度等级的地震灾害。抗震设计的目标是为了保证人们的财产、生命安全等,为其提供更加稳定安全的生活环境。因此,设计人员应当充分考虑地震的主要破坏机理,以便站在全局的角度完成抗震参数的设计,使建筑结构的外形、结构、构件质量等都能够提高建筑的质量,达到设计的抗震设防目标。另外,在方案设计阶段,为了给建筑方案提供正确的概念和思路,需要结构工程师综合运用其掌握的结构概念,选择使用效果最好、造价最经济的结构方案。
2房屋建筑结构设计中抗震设计原则
为了更好的保证房屋建筑结构设计抗震要求,在进行建筑结构抗震性的设计时,需要遵循以下设计原则:首先,抗震设计之初,要按照房屋建筑的刚性和弹塑性进行设计,保证建筑物在地震后能够修复使用,避免因为地震影响刚性过大或者弹塑性过强造成较大影响;其次,地震在发生初期,建筑物自身的稳定性、建筑结构、刚性结构和抗震性都会受到影响,地震过后往往会伴随着诸多小型余震。所以,在进行建筑结构设计时,要充分考虑建筑的抗性,还要有承受多次余震的能力;最后,建筑物刚性小也无法满足抗震需求,地震后见无法进行修复,因此,要对建筑物进行高延性分体系设计。
3房屋建筑结构中抗震设计的影响因素
3.1建筑场地的影响
房屋建筑在建设之初,要选择合适场地,这是建筑抗震设计中的重要影响因素,因为,地震具有巨大的破坏性,发生地震的时候,地表位置会发生巨大变化,如果选择建筑场地土质松软、疏松的地段,建筑结构必然会受到影响,造成生命和财产巨大损失。
3.2建筑结构体系的影响
建筑物安全性能和建筑物结构体系有密切关系,在进行建筑结构设计时,一方面要考虑建筑的整体和部分关系,建筑结构要有一定的余度,不能让个体影响到整体设计效果,如果建筑物局部受到地震破坏,必须保证建筑物整体结构不受影响,同时,在设计过程中,还要充分考虑建筑结构部件强度和刚性的均衡性。如果无法达到均衡性,建筑结构刚度又达不到要求,就会影响建筑结构抗震能力。
4房屋建筑结构设计中抗震设计的应用
4.1抗震结构设计
就当前的建筑概况来看,150m以上的建筑中,主要采用了三种类型的结构体系,即框-筒、筒中筒以及框架支撑体系,这三种体系均是在超高层建筑中应用较好的主要体系。我国钢材生产总量较大,且在钢结构生产中取得了非常大的进步,故建议在超高层建筑结构设计中,尽可能运用钢骨混凝土、钢管混凝土结构以及钢结构,并在此基础上,不断调校柱截面的形式与大小,改善结构中的抗震性能。建筑结构在抗震功能的设计中,设计人员可以将传统的、以硬性为主的抗震模式逐渐转向以柔性为主的抗震模式,最终将以柔克刚和刚柔相济的主要理念落实,能够将地震发生时的主要地震力进行释放。
4.2隔震技术及发展
隔震控制技术应用中最重要的就是基层隔震处理。建筑结构设计人员在建筑结构的基础部分与上部结构之间增加隔震层,将建筑基础与上部结构进行隔离,降低地震能量的传播成效,提升建筑工程项目的抗震性能,缩减地震能量对建筑主体结构的破坏作用。隔震技术在建筑结构设计中的应用,可使得建筑工程主体结构在地震灾害的影响下,仍保持良好的应用安全性,同时对建筑内部的非结构构件起到保护作用,且地震灾害过后,建筑工程无需进行大规模的修复工作,只需更换建筑隔震装置即可。隔震控制技术的应用对隔震装置要求较高,隔震装置要具备很强的竖向承载能力、初始刚度和强度性能,能够在地震作用力的影响下对建筑水平位移进行有效控制;隔震装置自身的水平变形能力以及阻尼能力也是非常关键的,在地震自然灾害中,隔震装置的自振周期可以逐渐接近场地振动特征周期,以此吸收和消耗一定的地震能量,减轻地震灾害。
4.3房屋建筑空间布局设计
对建筑空间布局进行合理设计对提高建筑结构的抗震性有着十分重要的促进作用,因此,在对建筑空间布局进行设计的过程中,设计人员可以从以下几方面入手:①考虑空间结构的均衡性。在地震灾害中,建筑不仅会受到来自地面的地震力,还会受到风荷载作用,因此,在其抗震设计中应当考虑到来自各个方向的作用力,从平面主轴出发,使其具有足够的刚度和稳定性,且刚度越好,稳定性就越高,能够承受水平力的性能就越好,但刚度大相应地震作用力越大,需把握好平衡点。②考虑空间结构的规则性。建筑结构越复杂,在设计的过程中就需要考虑更多受力方式,在计算相关参数的取值过程中也会更加繁琐。因此,设计人员在抗震设计时应当尽可能简化设计内容,减少可能会影响建筑抗震能力的因素,同时通过模拟计算全面验算抗震设计,保证建筑的稳定性。③考虑空间结构的整体性。抗震设计是一项整体性较强的工作,并不是对建筑的部分构件加强抗震性能,因此,设计人员应当将楼盖、建筑内部以及相应的底层结构有效结合到一起,使其在地震灾害的冲击下能够以整体的方式抵抗地震产生的作用力,这样能够避免单一结构抗震性能低下而造成建筑整体崩塌的现象,在提高各部分抗震性能的同时,提高了建筑整体的安全性。
结束语
在不可抗力的地震灾害面前,虽然无法做到有效的规避,但是可以通过加强建筑结构设计中的抗震设计来提高建筑的稳定性。设计人员应当在做好建筑选址的前提下,对抗震参数进行精确设计,并在设置多种抗震防线的基础上,做好建筑空间布局设计,以提高建筑整体的安全稳定性能。随着生活水平的不断提高,为了顺应了社会的发展出现了很多的高层建筑,为保证建筑使用的合理性,抗震设计要巧妙的融入到建筑方案设计之中,做到有效保证广大居民的生命财产安全,最大限度的排除一切地震给人们带来的伤害,维护我们共有的和谐家园。
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