建筑结构抗震设计分析 裘马鑫

发表时间:2020/8/5   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:裘马鑫
[导读] 摘要:由于我国是一个地震多发的国家,分布广、频率高、强度大、震源浅,是世界上地震灾害最严重的国家之一。
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        摘要:由于我国是一个地震多发的国家,分布广、频率高、强度大、震源浅,是世界上地震灾害最严重的国家之一。近几年来,各国历次地震对人类造成了严重灾害,通过总结大量的经验教训,促使结构抗震设计不断发展。建筑抗震的实践表明,一个地震区建筑物,如果没有良好的建筑总体布置方案,单靠结构抗震计算和抗震的构造措施,在较强烈的地震作用下,仍是难以取得建筑抗震的较好效果。因此,这就要求结构工程师不仅要运用好抗震计算分析,而且要重视结构概念设计,使建筑设计与建筑抗震设计有机地结合起来,建筑抗震设计水平才能达到一个比较完善的高度。文章主要是在探讨建筑结构抗震设计中结构抗震设计的方法总结和发展,供大家参考。
        关键词:结构设计;抗震设计;注意事项
        前言:地质灾害的发生具有不可控性,但是如地震等灾害却严重的威胁着人们的生命安全和财产安全,所以,建筑结构的防震设计变得尤为重要。地震强度是分等级的,往往等级越高,就对建筑结构的强度和柔韧度的要求越高。据统计,高级地震对建筑结构的安全性和稳定性是极有挑战性的,为了保护人们的生命和财产,我们必须针对建筑物的整体结构和平面设计进行合理规划,一定要保证建筑物具有一定程度的抗震能力。
        1建筑结构设计设计抗震的概念解析
        针对建筑结构设计抗震概念的分析,要能够从多方面的角度来进行分析。建筑结构的抗震设计要能够根据地震灾害及建筑工程以往总结的工作经验来进行相关抗震设计的理论和观念的总结。其中整个建筑结构的抗震设计是一个长期的过程,将整个建筑设计的方案进行制定和最终实施,中间主要包含有更多的不确定性和复杂性甚至随机性的东西,尤其是针对地震这一地理灾害,人们很难能够把握整个地震发生的时间和地点。所以在进行抗震结构设计上,要能够综合考虑各方因素来进行建筑工程的抗震设计。一般来说,在进行抗震设计的过程中,要能够在依靠对建筑工程的数据和信息的计算分析的基础上,结合相关的建筑抗震设计经验,参考众多的抗震设计数据,设计出一个符合建筑工程和工程所在地理位置的抗震设计方案,只有将抗震设计方案设计的科学合理,才能够保证建筑结构性能充分发挥自身的作用,进一步保证建筑结构的安全可靠。
        2建筑结构抗震设计的关键问题
        2.1科学严谨地选择建筑建造场地
        建筑场地选择是目前影响建筑抗震结构的设计关键。场地的选择可能会影响到抗震结构的作用的发挥,所以在建筑场地的选择上,应该选择可以促进建筑物抗震效果发挥的场地,不应该选择影响到建筑物抗震结构的场地。尤其在建设中危险的施工位置,可以取消在这个位置的建筑物的建设施工,将其移到其他的位置。根据之前的地震资料分析,地震对建筑物的破坏原因主要是地震时释放的能量对建筑物结构造成的破坏,还有建筑场地对其造成的破坏。因此,为了实现建筑物的抗震性能的提升,在选择建筑场地时,应合理选择建筑场地。不应该选择土地分布不均匀的地段或是容易液化的土地。如果在建筑施工中,有一些土地无法避免,必须要对其进行施工的话,应该对土壤进行加固处理,这样才能保证建筑结构的抗震性能。
        2.1科学严谨地选择建筑结构体系
        选择建筑的结构体系时,应该从以下几个方面作为参考信息进行选择。首先,保证建筑结构的合理性,避免以为建筑设计结构的不科学影响到建筑物的抗震性能。即在设计建筑施工结构的时候,应考了到整体建筑的抗震性能,对个别结构的设计方面,应该保证,这些部分的结构的损坏,不会影响到主体结构的性能。即在某一构件停止作业后,不能因为这个构件造成其他构件的功能失效,影响了整体的建筑的抗震性。其次,结构体系需要有明确的计算简图。然后,因为建筑结构的质量要求加高,需要有良好的承载能力和变形能力,所以一般选择钢筋混凝土结构作为其建筑结构体系。最后,对结构体系的强度和刚度分布方面应该科学的设计,不能因为局部的变形导致其在刚度和强度方面的功能被削弱,所以,应该对一些变形的部位进行加固管理,提高建筑结构的抗震能力。
        2.3结构的规则性。


        在建筑结构的抗震性的设计中,建筑平面布置的规则性对抗震性功能的发挥具有很重要的作用,就当前而言,建筑规则设计方案规则设计十分重要的,不能选择不规则的方案。方案的规则设计主要表现在建筑主体抗侧力结构,所以需要从以下几个角度来优化方案设计:首先,保证建筑主体抗侧力的两个主轴方向刚度相似。其次,保证建筑主体结构的变化的均匀性,防止突变情况;然后,就是保证建筑主体的抗侧力结构的平面布置的抗侧力结构刚度的均匀性,发挥建筑整体抗震性性能。最后应该协调均匀周边结构和中央核心结构的抗侧力,防止其产生扭曲变形,重视建筑结构的规则性。
        3.建筑抗震设计分析方法
        3.1场地和地基的选择
        建筑的场地以及地基的选择对于高层建筑的抗震能力具有直接的影响,是建筑抗震设计的基础。在进行建筑场地以及地基的选择时,应该充分的了解当地的地震活动情况,对当地的地质情况进行科学的勘察,在收集丰富资料的基础之上对场地进行综合的分析和评价,评估当地的抗震设计等级。对于一些不利于抗震设计的场地应该尽可能的进行规避,而实在无法规避的应该有针对性的做好相应的处理措施。在高层建筑地基选择过程当中应该尽可能的选择岩石或者是其它具有较高密实度的基土,从而提高建筑地基的抗震能力,尽可能的避开不利于抗震的软性地基土。对于一些达不到抗震要求的地基应该采取相应的措施进行加固和改造,使其能够符合相应的标准。
        3.2建筑结构的规则性
        在进行建筑结构设计的过程当中,应该尽可能的做到规则,尤其是抗侧力结构应该尽可能的简单化,从而保证可靠性和承载力分布的均匀性。建筑结构的平面布置应该选择形状比较规则的图形,这样在发生地震的时候能够确保建筑整体的承载力均匀分布。应该尽可能的避免不规则的结构平面,造成建筑结构质心和刚心出现交错,这样一旦出现地震,一些和刚心距离比较大,刚度不足的构件就会发生侧移,受到较大的地震力的影响,有可能因为承受不住而发生损坏,最终导致建筑由于某个构件的损坏而发生倾斜和倒塌。为了防止抗侧力结构横向刚度突然出现变化,应该使垂直方向的抗侧力的截面积从上到下逐渐的递减。
        3.3建筑结构材料的选取
        除了结构设计之外,高层建筑的结构材料质量的高低以及选择的正确与否都会对抗震效果产生直接的影响。高层建筑的结构抗震设计在本质上就是对建筑中各个构件的延性进行整体的协调和把握,最后总使建筑整体在发生地震的时候能够保持稳定。在钢筋的使用上应该尽可能的选择韧性较高的产品。垂直方向受力钢筋应该选择热轧钢筋,等级至少达到HRB400级和HRB335级,而箍筋宜选用HRB335、HRB400和HPB235级热轧钢筋。在进行建筑材料的选择过程当中应该充分考虑抗震的性能,但是在实际的建设过程当中还要兼顾建筑的成本和造价控制,尽可能通过科学合理的设计在,用尽可能少的材料达到最佳的抗震效果,在二者之间寻找一个最佳的位置。
        3.4隔震和消能减震设计
        对于一些有特殊要求的高层建筑,除了一般的抗震设计之外,还需要进行隔振以及消能减震设计,从而达到最佳的抗战效果。首先在场地和地基的选择上应该尽可能的选择密实度较高的地基,从而在地震发生的时候能够有效的减少地震能量对建筑的破坏,减少共振发生的可能性。根据建筑的实际需要设计建筑的隔震系数,选择相应的隔震支座,同时考虑风力对建筑所产生的载荷。在建筑构件的选择上应该使用延性较好的材料,从而减少地震能量对建筑的破坏。
        4结语
        总之,地震是一种不可避免的、较难预知的自然现象,只有建筑结构工程师对抗震设计做好计算与分析,才能将地震带给我们的危害降到最低。建筑结构工程师在做好抗震设计的计算和分析的同时,也应该重视建筑结构的概念设计,注重对抗震设计的方法的总结。
        参考文献:
        [1]黄山.探究建筑结构设计中的抗震设计[J].中国住宅设施,2017(02):15-16.
        [2]温高擎.建筑结构设计中的抗震设计分析[J].门窗,2015(08):148.
        [3]朱桂明.刍议建筑结构设计中的抗震设计分析[J].江西建材,2015(04):23.
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