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摘要:地震对建筑物的破坏性较大,且地震伴有随机性、不可确定性等特点,地震之后常伴随出现余震,余震有时也会产生严重的危害。当前,高层建筑采用混凝土结构是我国建筑普遍形式,对于高层混凝土建筑在抗震效果方面的设计,以降低地震造成的危害为根本目的,保障人民生命财产安全。结构抗震设计过程中必须掌握建筑物所处场地的地质情况,应用科学方法使高层混凝土建筑结构的抗震性能得到稳步提升,避免出现地震时造成严重危害。
关键词:建筑物;结构设计;抗震设计
随着地震灾害事故的频发,当达到一定强度的时候,就会造成破坏性的伤亡,这对于城市的建设和社会发展的带来严重影响,在地震发生时如果建筑结构的抗震性不能满足使用要求,就会造成安全事故的发生。避免地震灾害造成的损失,加强建筑结构的抗震设计已经成为社会各界广泛关注的话题。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。
1高层抗震设计的重要性
在二十世纪中后期,我国的建筑结构工程师在总结地震经验中认识到概念设计对于抗震能力的重要性要远远大于数值设计,所以人们越来越重视高层的抗震设计。这一设计概念是在整栋建筑的设计方案开始时便根据人们已有的抗震结构知识和各种抗震结构设计相结合,从而设计好建筑的体型,结构,刚度分布。再对建筑设计进行评价、选择处理,再加上严格的计算,达到消除建筑抗震能力弱的问题,符合建筑的抗震能力要求。根据以往的抗震经验,确定影响建筑抗震能力的基本问题。所以工程师要全面了解各种结构的抗震特点、结构的抗震受力点特征,设计出抗震能力强的模型,从而建设出抗震能力强的建筑,保证我国人民的生命和财产安全。
2建筑结构设计中抗震设计存在的问题
2.1建筑抗震场地选择不合理
建筑结构在设计有几点需要特别关注的问题,首先就是对建筑抗震场地的选择,由于其对于建筑抗震的整体设计具有直接影响,如果选择不到位就会直接造成建筑整体抗震性能的下降,在地震灾害发生的时候,地表会发生不同程度的振动活移动,对所在区域不同结构、不同性质的建筑物造成的损害程度也是不一样的。在剧烈的振动影响下,建筑结构的整体结构被破坏,严重的情况下甚至有可能会发生坍塌现象。在建筑设计中场地选择的时候应该避免在不适合地地质条件上建立,比如:软土层或易被液化的砂土层。当不能避免在这种环境中进行施工时,必须要采取有效的改良措施,根据地震级别的要求,加强地基基础的加固和防护。
2.2建筑结构体系选择不合理
建筑结构抗震设计在进行中首先要进行方案的确定,选择合适的建筑结构体系对于建筑抗震性具有直接影响。在抗震设计过程中容易出现以下问题:第一,以偏概全,在建筑设计中由于对某个建筑结构设计不理想造成整个结构的抗震性能降低,在设计中应该进行建筑结构的整体性规划,避免在出现个别部位损坏的情况下,影响建筑物整体的抗震性和稳定性。第二,没有做好准确的计算,对于地震所造成的影响没有合理分析,不清楚地震发生时所造成的传递路径,对于竖向结构设计垂直度及荷载条件等都存在一定缺失,上部结构对竖向构件产生的垂直重力荷载不完整,严重影响抗震效果。第三,设计人原设计能力存在问题,对建筑结构设计的强度及刚度设计都不能做到很好的把我,在设计过程中结构构件所承受的刚度和强度分配不均匀,造成结构整体效果的不理想。
3建筑结构设计中抗震设计的策略
3.1充分调查地质结构,选择合适的建筑场地
建筑结构设计的首要任务是根据地质结构选择适合建筑的地段,这对设计有着最直接的关系,适合建筑的地段,不仅可以降低建筑结构设计时的抗震等级,同时减少建筑在实际施工中的施工量。首先,最常见的构造地震是由于岩层断裂发生错位,在地质构造上发生巨大变化而产生。为避免这种地震给人类带来的损失,切忌将建筑物建在这中构造的地质地带。即使必须建在这种地带,在建筑设计中对抗震性的设计就要有极其高的要求,得不偿失;其次,避免选择土质松软,地下水丰富的地带,这些地带在地震发生时容易造成坍塌滑坡等现象,不利于建筑的安全。要选择土壤硬度密度适中的地带。硬度密度不均匀的场地在地震时会增强地震波,从而加强建筑物的倒塌断裂。另外,建筑场地要选择相对开阔平坦的地带,开阔平坦的地带降低了施工的难度,同时减少了地震时带来的额外破坏。
3.2增设抗震防线
构建抗震结构体系宜增设抗震防线,联合延性较好的分体系,连接这些构件,形成协同配合的效果。框架-抗震墙体系包括抗震墙和延性框架,二者互相补充形成了较强的抗震效果。抗震结构体系内必须设定一定范围的赘余度,分为内、外两部分。根据相关规则构建规律分布的屈服区,使建筑结构能够将地震能量充分消耗或者吸收,降低地震带来的破坏程度。建筑基本周期和地震卓越周期一旦接近,冗余设计能够发挥其功能。如果第一道抗侧力防线被破坏,还有第二道、第三道防线能够继续起到保护作用,逐步缓解共振效果,减轻地震带来的破坏作用。
3.3做好建筑结构的参数计算工作
建筑结构设计的抗震设计是一项极具专业性的工作,在设计过程中必须要具有合理性、科学性、技术性,才能确保抗震设计的完整。在设计过程中,设计人员必须要经过准确的参数计算,才能够设计出更为安全的抗震设计,结合相关的材料参数及结构体系,计算建筑物结构的承载能力。通过利用现代化的模拟系统,对建筑物整体结构进行地震冲击力的模拟,了解地震灾害可能造成的结构损失,根据的得出的参数结果,编制有效的应急系统设计。通过各方面参数的综合分析,确保建筑结构抗震设计的合理性与准确性,提高抗震效果。
3.4建筑结构平立面体型的确定
建筑结构的平立面的的布置对于建筑的稳定性起到很重要的作用,同时,科学合理的建筑结构平立面设计,可以最大限度增强建筑的抗震性能,提高建筑整体的质量。建筑结构平立面设计的科学合理性,是指在建筑结构设计时,在保证实用功能的同时,尽量选择平面规则的体型设计,这样可以满足同意楼层具有同一刚度。另外就是对建筑物的竖向凹凸尽可能减少,这样可以使建筑的竖向高度保持一致性,保持稳定。对于结构复杂,施工难度高的建筑结构设计中,要科学是进行抗震缝的设计。这样是为了分离抗震缝两侧的建筑,当地震发生时,两侧的结构不会发生碰撞。抗震缝一般在建筑结构变形的敏感部分进行设计,设计尽量科学恰当,否则会造成各大的危害。
总结以上,伴随国民经济的进步,高层建筑纷纷拔地而起,高层建筑是城市中较为寻常的建筑形式,但由于我国经济条件仍低于发达国家,我国高层建筑抗震标准相对较低,针对于我国高层建筑设计过程中呈现出的问题,特别是高层建筑抗震设计方面问题,提出科学性应对方式,从总体上使高层建筑抗震性能得到进一步增强。
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