东北大学设计研究院(有限公司) 辽宁沈阳 110166
摘要:地震灾害是一种破坏力极强的地质灾害,当地震发生后,可能会带来严重的人员伤亡和经济损失。由于地震具有突发性,所以很难提前预测防范。因此,随着建筑行业的飞速进步,也应提高建筑结构的抗震能力,使建筑体能够更好的抵御地震灾害。建筑工程设计人员要以安全、稳定为核心目标,对建筑建设区域的地质结构进行详细勘察分析,确定合适的抗震等级标准,进行合理的抗震设计,以此提高建筑抗震性能。
关键词:建筑结构;设计;抗震设计
1 建筑抗震设计中建筑设计与结构设计的关系
建筑设计对建筑抗震起着主导作用。一般情况下,在建筑方案中建筑结构设计的修改对于整个建筑设计来说很难做较大篇幅的修改,如果整体建筑设计方案确定,结构设计只能服从建筑设计方案要求进行结构布置,因此,如果建筑设计师能够从一开始就对建筑方案项目进行合理的布置来满足建筑抗震的需要,那么结构设计中,结构设计人员在构件选择、建筑的自重与刚度在整个建筑内的分布情况就可以更好的进行选择与分配,若地震来临,其构件系统分布产生的形变也可以较为均匀的分布,减小建筑整体的变形,从而减轻了地震给建筑带来的效果,提高了建筑抗震能力。如果建筑设计人员在开始的建筑设计方案中没有全面的加入抗震设计理念,那么在结构设计环节就会存在很多不可预估的困难,在结构构件及抗震性能布置方面存在诸多限制,甚至严重情况下,会造成一些不合理设计的发生。其次,如果存在无法合理布置的情况下,结构设计人员往往会通过在单位体积内加大承载能力,即通过加大构件物的截面或者配筋状况来实现设计规范要求的承载能力,但一般情况下,会增加预算,使建筑的经济性不合理,甚至造成一定浪费。
2 建筑结构设计中抗震结构设计问题分析
2.1 抗震设计概念混淆
在设计抗震结构时,必须要以“大震不倒,中震可修,小震不裂”为目标,尽可能的降低地震引起的损失。要想实现建筑结构的良好抗震,只进行抗震设计是远远不够的,要是想充分确保建筑体的抗震能力,还需要增强关键位置的抗震设计。另外,还应当设计可以削减地震作用力的薄弱环节,从而尽量减缓地震发生的进度。
2.2 抗震设计验证不完善
对抗震设计进行检验,也是提升建筑抗震能力的一项重要策略,主要有下述三种检验方式:①在地震发生后,对建筑完好情况进行检验;②使用抗震模型来开展模拟检测;③研究分析地震对建筑带来的危害。在建筑工程中,因为其规模、结构较大,要想直接进行抗震试验是难以实现的,所以,可以先构建建筑结构模型,再对此模型进行测验,从而得出发生地震后建筑的具体情况。由于不同的模拟软件间或多或少存在一定差异,所以,模拟得出的结果也会各不相同。另外,由于当前使用的预测技术不太成熟,因此导致抗震设计验证结果不太准确。
2.3 适用性问题
在建筑结构中,抗震结构设计的适用性是重点考虑的问题。设计方在进行抗震结构设计中,对施工现场的勘察及背景调研作业落实不足,会造成其抗震结构设计方案与实际工程需求不符。最终使建筑工程抗震结构设计作业无效,并且出现返工设计及设计周期延长的现象。不利于项目工程的整体进度控制,设计方案出现适用性问题,对工程实际应用中的安全性,也造成了较大的影响。
3 建筑结构抗震设计中存在问题的改善策略分析
3.1 重视基础勘察及数据调研
工程基础的稳定性对工程的施工质量影响重大。在建筑工程的抗震结构设计中,为保障工程抗震结构设计质量的合格性,建设单位在委托设计单位进行设计作业之前,应明确要求设计单位进行基础勘察及数据调研工作。
以保障建筑工程抗震结构设计中,基础勘察及基础参考数据的准确性和可靠性,同时达到提升抗震结构设计质量的目的。
3.2 依据抗震标准,规范建筑高度和宽度
建筑结构的高度与宽度与建筑的稳定性具有直接的联系,高度与宽度比例失衡就可能会为建筑埋下一定的安全隐患。对于抗震建筑的设计对稳定性有极高的要求,因此,在设计过程中要严格保证建筑的高度与宽度。通常情况下,抗震建筑的设计有相应的标准,针对不同类型的建筑有着不同的标准。设计人员在设计过程中要严格按照相应的标准实施,对于高度或者宽度设计不符合相应的标准或者高宽比例失衡,就需要进行适当的调整,或者按照相关补救措施,在建筑特定部位设计加固,以保证建筑整体的稳定性符合抗震建筑的相关标准。例如通常对于高度与宽度失衡的建筑,如若不能改变其高度与宽度,就需要在其底部设计加固,一般增加竖向构件进行加固,由高品质的混凝土进行加固。此外,此方面的计算工作需要依据相关部门给定的标准进行,以确保相关数据符合标准。
3.3 依据抗震标准,规范平面设计
平面规则与建筑物的稳定性也存在一定的联系,其是设计人员在设计过程中必须考虑的因素之一。通常情况下,抗震建筑的平面是有一定的标准的,比如,凹陷口的深度与宽度,其直接影响建筑的稳定性。因此,设计人员在设计过程中要重点考虑其平面规则是否符合相关标准。对于建筑凹口不符合标准的建筑要进行重新设计或者采用一定的补救措施,以最大程度地保证建筑的稳定性。对于建筑设计中的凹口不符合标准的情况,通常通过以下方式进行弥补:①以材料的选择弥补设计的缺陷。通常选择刚性材料建设顶部,当然,也可以选择韧性好的材料建设凸出的部分的顶部;②如若建筑构架相对简单,即可以均采用韧性较好的材料建设其顶部,这还有利于相关数据的计算。
3.4 依据抗震标准,合理设计建筑结构
建筑结构对建筑的稳定性具有重要影响,巧妙的结构能够大大提高建筑整体的稳定性。现如今,已有很多用于抗震的建筑构型,其在历次灾害中优势显著。而且,现在的抗震建筑设计将建筑机构作为重点,除了巧妙的结构之外,还对结构局部的材料十分重视。而且,如今对抗震建筑性能的评估需要依据其结构进行。通常情况下,在建筑结构的主体部位主要以强度和韧性较强的材料为主,这大大提升了建筑结构的稳定性,进而提升了建筑的安全性能。此外,许多设计人员还会对结构局部进行加固,为其安全又筑一道屏障。例如,建筑整体建构设计完成后,对其进行分析,深入探究,或者利用模型进行测试,找到其薄弱环节,在此部位进行局部加固,从而增强建筑结构的整体性能,为建筑稳定性提供重要保障。
3.5 依据抗震标准,科学设计布局
建筑布局也是抗震设计中重要的一环,巧妙合理的布局能够提升其抗震效果。通过对地震能量的变化分析,采用巧妙的布局避免能量局部累积,降低地震对建筑的破坏程度。通常情况下,选择以位移为基点的结构,其能够有效避免地震时能量的累积现象,使得地震时能量均匀分散,间接提升建筑的抗震性能。另外,建筑的选址也尤为重要,以地质机构稳定、远离地震带的区域为首要考虑对象,增强建筑整体的稳定性,进而为人们提供一个稳定性高、安全性强的居住场所。
结束语
综上所述,建筑设计与建筑抗震设计相辅相成,两者必须相互融合,相互促进,才能将建筑物的抗震能力得以加强,建筑设计从业人员必须重视建筑抗震设计的功能,平时多加强理论学习,并不断积累设计经验,为建筑业的发展做出贡献。
参考文献
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