摘要:近年来,地震频发造成了巨大的人员伤亡和经济损失。尤其是学校、医院、居民区对建筑的抗震等级要求越来越高,已得到了相关学者与设计人员的高度重视。抗震结构设计理念的合理运用是保证建筑结构安全性、提高建筑物寿命的重中之重。在建筑工程作业中,必须加强设计人员的专业素养,合理运用专业知识进行建筑结构的抗震设计;提高抗震系数,确保施工过程的安全有效进行,结合当地地理位置和环境因素,很好地将抗震结构设计理念运用于建筑结构中,确保建筑物的抗震等级及使用寿命。
关键词:抗震结构;混凝土建筑;建筑行业
中图分类号:TU973 文献标识码:A
引言
随着我国建筑行业的迅速发展,高层建筑在建筑行业中已经占据重要地位,因此,人们对高层建筑抗震性的要求也越来越高。高层混凝土建筑抗震结构作为一种抗震能力比较好的新型建筑结构,在建设高层建筑时得到了越来越多的应用机会,并且取得了很好的实用效果。
1 混凝土建筑抗震结构设计的重要意义
建筑抗震构造设计实际指的就是,针对建筑物的抗震能力进行提升,并且还要在实际的建筑施工过程中,使用符合标准的抗震方案,从而确保建筑物的抗震能力与质量。需要抗震结构设计人员对建筑工程的平面设计能够对设计师起到帮助作用,协助工程设计师采取合理适当的方式调整建筑物,让工程平面图拥有完善的抗震功能与精致得体的外观,让工程内部结构可以达到工程中对抗震功能的需求,同时也需要民用建筑工程的内部结构具备对称,整齐的科学结构性 ;需要内部的侧面具备均匀变化的性质,竖向抗压能力构件的平面尺寸与材质能够自上而下适应性缩小,防止抗侧力组织的侧向刚度发生本质变化。在开展建筑施工的过程中,一定要对构造设计加以重视,并且还要事先进行严格的实验与抗震测试,确保建筑物始终具有稳定性。在抗震规范中明确指出,建筑物必须要符合抗震的原则,并且还要在施工的准备阶段,设计出建筑物应付地震的能力,还要对建筑物的截面进行承载力测试,这样才能确保在发生地震时不出现形变。
2 高层混凝土建筑抗震结构设计的要求分析
(1)设计人员在设计高层混凝土建筑抗震结构时,需要全面考虑部件性能的平稳性与安全性。同时设计人员还需要全面了解建筑材料自身具有的性能,并且在设计过程中详细分析建筑构件相连位置的构建刚度之间存在的偏差,如果刚度存在较大的差异,既不能实现良好的抗震效果,同时又会直接影响建筑物的正常运用。(2)在对高层混凝土建筑抗震结构的设计过程中,设计人员可以依据构件的受力形式对构件进行区分,将其分为不同的结构类型,在此基础上再根据其破坏形式的不同分为脆性破坏和延性破坏。根据构件的不同特性对构件进行布置,充分发挥延性破坏构件具有的优势,以此来提高建筑物的抗震性能。
3 高层混凝土建筑抗震结构的优化设计建议
3.1 结构体系选择
结构体系的选择是结构设计头等重要的问题,由于刚度和承载力的不同,各种体系的适用范围是不同的,设计师应避免采用合法但不合理的结构体系,需优先采用抗震性能良好、延性好、耗能能力强、便于施工的具有多道防线的结构体系。高层建筑的功能、形式和空间的不断发展,促使结构体系的不断创新。在建筑师层出不穷的方案出新背景下,结构工程师也必须应对挑战,不墨守成规的同时保证稳妥可靠。
3.2 增加抗震防线
高层建筑抗震结构的各种延性零件能够进行有效的衔接,其是由多个延性分体所组成。
比如,剪力墙结构是由剪力墙与框架分体共同组合而成的多支剪力墙结构,在发生大地震之后还会发生余震,所以,建筑项目只设计一道抗震防线显然不合理,如果这层防线遭遇到余震的损坏,就会严重破坏高层主体结构,甚至导致整个建筑项目发生坍塌。设计人员需要科学合理的设计抗震设防系统,同时还需要使相同平面当中的主要零件处于屈服的状态,然而剩下的抗侧力零件会就一致处于弹性阶段,如此一来就会提高建筑项目主体结构屈服所坚持的时间,有利于增强建筑项目主体结构的延性和抗侧移性能。混凝土建筑抗震结构在设计过程中分容易因为某一个结构的零件出现抗侧移值太大的情况,在一定程度上出现零件强度严重降低的现象。然而在设计建筑项目整体抗震防线过程中,需要增强构件抗侧移性能,权衡施工过程中存在的以大代小的情况,提高抗侧力有关构件的配筋率。
3.3 不断优化抗震方案设计
建筑抗震方案是抗震设计的关键,也是施工前准备阶段的必要环节。科学的建筑抗震方案能够对整体施工起到指导作用,提高建筑的抗震能力,在面对地震时能够保证建筑的安全性。同时,在抗震方案的制定中,首先要考虑的仍是建筑结构,通过对建筑结构的控制来提高建筑物的抗震系数。此外,在混凝土建筑物的施工中,还要对施工地址进行考察,要充分了解当前的实际地质情况、地形外貌等,相关工作人员要充分了解地震的传播路径,注意内部应力的均匀性,以此来提高建筑的整体稳定性。同时,抗震方法的规划人员,要充分了解建筑场地的实际情况,不断优化建筑物的抗震能力,对不同地震等级给建筑物带来的影响进行计算,通过科学计算来做好预判工作,并不断完善方案规划,使混凝土建筑结构实现各个设施间的分布平衡。从以上角度出发,施工单位按照科学、合理的施工方案进行抗震设计,使建筑物达到抗震标准。
3.4 科学合理的选择分柱体
因为短柱抗弯能力远远超过了抗剪能力,所以当遭遇地震时,抗弯能力还没有全面发挥自身的作用就出现剪坏、损坏等现象,在实际设计过程中,需要适当的管控短柱抗弯性能,这就需要短柱接近于抗剪强度,如此一来,遇到地震时,短柱就可以使抗弯能力的实际屈服强度得到满足。在实际设计过程中,施工人员通常会采用控制抗弯强度的方法,实际上就是设计竖向的缝隙,把短柱按照相应比例划分为多个分体柱,在柱肢间可以设计连接键,以便于使分体柱配筋的要求得到满足,从而增强部件的抗震性能,提高部件的强度系数。选择分体柱过程中,虽然不能增强柱子抗剪能力,但是基于减少抗弯性能的基础上,可以提高柱子抗变形的能力,以便于使短柱逐渐改变为长柱,进而增强短柱抗震的性能。
3.5 抗震计算分析
抗震计算分析是对结构设计方案合理的重要保证抗震计算分析是对结构设计方案合理的重要保证,是实现第一现第一水准“小震不坏”要求的前提,也是对抗震设计前述步骤的验证。结构计算的模型应以符合工程实际情况为基本要求,程序的选用以适用为前提,不必过分追求模型的高端新颖。实际工程设计时,结构设计人员应具有清晰的力学概念,能够找出清晰地传力路径并采用最基本的计算模型解决复杂的工程问题,避免被复杂的模型和概念含糊不清的计算结果所困扰。即使在空间分析程序十分普及的当下,概念清晰地平面计算模型在构件的比较计算或包络设计中仍然十分普遍在构件的比较计算或包络设计中仍然十分普遍。
结束语
综上所述,在混凝土建筑抗震结构设计中,容易出现不必要的经济支出、抗震方案设计不完善以及质量标准不达标等问题。对此,针对以上问题,可通过加强对建筑材料的管理力度,提高建筑材料质量、结合建筑结构,不断优化抗震方案设计以及科学、合理地设置建筑抗震防线等一系列有效策略来达到优化目的。
参考文献
[1] 何涛,马青.高层混凝土建筑抗震结构设计问题研究[J].中国新技术新产品,2020(2):98-99.
[2] 辛小娟.高层混凝土建筑抗震结构设计方案研究[J].江西建材,2017(7):22,27.