工民建结构设计中的抗震设计分析 袁平

发表时间:2020/5/14   来源:《基层建设》2020年第3期   作者:袁平
[导读] 摘要:工民建结构的设计处理是比较关键的一个重要环节,其对于后续工民建工程项目建设的指导性比较强,如果设计环节出现了问题和隐患,必然会影响到后续工民建工程项目的施工效果,这就需要不断优化工民建结构设计水平,开展抗震设计。
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        摘要:工民建结构的设计处理是比较关键的一个重要环节,其对于后续工民建工程项目建设的指导性比较强,如果设计环节出现了问题和隐患,必然会影响到后续工民建工程项目的施工效果,这就需要不断优化工民建结构设计水平,开展抗震设计。但是因为工民建结构抗震设计具有较大的额难度,且要求较高,所以需要结合不同需求进行详细分析,根据工民建结构设计的要点进行抗震设计,确保其具有更强的适宜性,促进建筑行业的稳健发展。鉴于此,本文主要对工民建结构设计中的抗震设计进行分析。
        关键词:工民建结构;结构设计;抗震设计
        1 前言
        随着经济发展,工业与民用建筑中高层建筑越来越多,如果发生地震会给人们的人身安全和财产造成极大的损失,所以设计人员在设计过程中需要高度重视建筑结构中的抗震设计,从而提高结构抗震性能,减少因地震带来的损失,保障人们的正常稳定的生产与生活。
        2 工民建结构设计中的抗震设计问题
        2.1 结构规则性
        现阶段,一般工民建工程的外部体形都比较大,有时为了追求立面的美观与大空间,往往忽视了结构规则性的问题,如果遭遇地震灾害,此类建筑就会受到严重的影响。同时如今社会对工民建设计要求呈现多样化,此中就会存在一些不规则的工民建,尽管可以满足观感方面的需求,但是在地震灾害中会受到更多的影响,引起坍塌和晃动等现象的发生,对人群撤离非常不利。这种结构体系通过分析可以证实,许多工程在地震中受到损害较为严重。结构不规则性主要体现在:平面的不规则及竖向的不规则。这种不规则性在工业建筑中,由于要满足工艺要求,显得更加突出。
        2.2 重视概念设计
        结构设计过程中,很多设计者更加依赖模型计算结果是否满足规范要求,而往往忽略了概念设计的重要性。抗震设计中应突出概念设计在其中的作用,从方案比选,结构选型,场地选址等多方面入手,确保结构具有足够的抗震可靠性。
        建筑的平面布置应符合概念设计的要求,不应采用严重不规则的方案,结构材料选择与结构体系的确定应符合抗震结构的要求,保证结构强度及刚度的前提下,提高结构构件延性,多道防线的设置是概念设计中必不可少的环节,以防止建筑物连续倒塌。
        2.3 框架结构中楼梯间的抗震设计
        汶川地震后发现,楼梯间作为抗侧力构件,以往在框架结构中没有得到足够的重视,新版《建筑抗震设计规范》(2016年版)中做出了明确的规定,宜采用现浇钢筋混凝土楼梯,对于框架结构,楼梯间的布置不应导致结构平面特别不规则,楼梯构件与主体结构整浇时,应计入楼梯构件对地震作用及其效应的影响,应进行楼梯构件的抗震承载力验算。在工业与民用建筑中,由于疏散等原因,楼梯间的布置经常导致结构平面不规则,因此目前经常采用滑动楼梯释放楼梯为整体结构提供的刚度。使其只承受竖向荷载,确保楼梯间作为安全岛的功能。
        3 工民建结构设计中的抗震设计要点与措施
        3.1 抗震设计以位移为基础
        在进行抗震设计的时候,将位移作为基础可以全方面的进行抗震设计,一定程度提高工民建抗震能力,促使其与现代工民建抗震设计的需求相符合。这种方法就是站在位移的角度进行考虑,并且把位移控制应用到工民建结构设计中,通过为位移谱的位移偏移计算出的数值,并且对工民建的结构进行分析,不断提升抗震性能,强化配筋设计,并且增加刚度来改变位移目标,达到提高工民建结构抗震设计的目的。此外,需要对抗震设计中的位移和偏移的重要作用进行充分考虑,提升其在设计理念中的应用,增加使用方法,确保工民建抗震性能得以提升。


        3.2 选择适合的抗震场地
        在相同的设计条件之下,抗震场地的地质条件对工民建抗震性能具有非常重要的影响,且受到地震破坏程度的差异非常显著,因此一定要合理选择地震场地。在进行抗震场地选择的时候要尽量避免地质比较差的场地,达到降低地震灾害带来的影响。通常微风化、中等风化基岩、密实砂土层以及含水量比较低的黏土是性能较好的建设场地,软土、液化土以及湿陷性黄土场地不佳,需要对建设场地的影响因素进行正确的分辨和辨别,倘若工程建设区域的地质不佳,就要与地质特征相结合采取一些可行的措施进行强化,还要估算一些不利影响,并且通过一些预先防护措施来开展加固处理工作。除此之外,发生地震可能造成断裂场地的出现,这就需要加强地基处理,确保基础工程的安全性。
        3.3 做好建筑空间的设计布置工作
        空间布置对于整个建筑工程而言至关重要,主要是设计建筑物内部空间,确保建筑物立体方位的稳定性,竖向抗侧刚度。一旦发生地震灾害,建筑物既会受到地表振动的作用力,也会受到空气中的各种作用力,对于这种情况需要科学合理的设置建筑物空间设计,以此达到降低地震作用的目的。另一方面,为了确保建筑物可以承受众多方面的作用力,在开展建筑结构设计工作的时候建筑物各个方面都需要具备足够的强度,这就可以很好的抵抗各个不同方向的作用力,确保建筑物能够大幅度抵御地震带来的灾害与影响。
        3.4 加强平面布置的规则与对称性
        首先应该与抗震理念相结合进行工民建结构的立面和平面设计,保证结构的规则性,针对一些不规则的工民建工程,一般情况下使用空间结构计算模型;然后针对工程结构中一些比较薄弱的环节,按照相关标准分析弹塑性变形情况,并开展一些具有针对性的抗震设计。其次,在抗震设计当中对称性是重要的环节之一,在实际的工作开展中工民建结构、质量分布以及刚度务必对称,最为理想的方案是“三心重合”,即平面形心、质量中心以及刚度中心,结构对称是指抗侧力主体结构一定要对称,主要是确保主体结构沿着两个主轴方向设计刚度和强度,变形特性的差异不显著;同时还应该确保其沿着抗侧力主体结构中的主轴线强度和刚度得以均匀的分布,结构一定要具备协调能力,使得刚度和强度得以满足扭矩性能,从而就可以在发生地震灾害的时候结构不会产生比较大的扭转变形,以免破坏主体结构和构件。
        3.5 消能减震
        在抗震设计当中需要建立隔震体系,其主要是通过延长结构的自振周期来减轻水平地震破坏结构自身,目前已经有科学的强震记录来得以证实。通过试验和现代化的工程经验来表明,采用隔震措施之后可以降低60%左右的结构的水平地震加速度反应,采取隔震措施能降低结构的地震损坏。通过采取消能减震方案增加结构阻尼已是是公认的事实,比如高层建筑采用消能器可有效减少结构在风力下的位移,而其对于对减少结构地震反应的效果也是较为显著的。采用隔震设计时,在房屋建筑中通过设置由橡胶隔震支座以及阻尼装置等部件,组成具有整体复位效应的隔震层,可有效延长结构自振周期,减少水平地震作用,可以达到预期的防震效果。而在消能的减震设计时,在房屋建筑中通过设置消能器,由消能器的相对变形、相对速度可以提供附加的阻尼,以消耗地震能量,达到理想的防震要求。
        4 结束语
        综上所述,开展工民建结构设计工作的过程中,抗震设计水平对结构设计的质量造成直接影响,所以务必对抗震设计引起高度重视,遵循抗震设计的原则,对抗震设计的设计要点进行严格控制,还需要采取一些可行的措施进行不断优化与改善,确保工程质量更高。
        参考文献:
        [1]卢强玉.试析工民建结构设计中的抗震设计.中国新技术新产品,2017(17):89-90.
        [2]张成新.工民建结构设计中的抗震设计初探.山东工业技术,2018(11):93-94.
        [3]卢强玉.试析工民建结构设计中的抗震设计[J].中国新技术新产品,2017(17):89-90.
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