建筑结构设计中的抗震设计 殷亮

发表时间:2020/11/19   来源:《基层建设》2020年第20期   作者:殷亮
[导读] 摘要:目前,建筑行业的发展取得了有目共睹的成绩,尤其是建筑结构设计中的抗震设计,取得了实质性突破。
        中石油吉林化工工程有限公司  吉林吉林  132000
        摘要:目前,建筑行业的发展取得了有目共睹的成绩,尤其是建筑结构设计中的抗震设计,取得了实质性突破。地震是破坏性极强的地质灾害,会造成严重的经济损失与人员伤亡,为此,在建筑结构设计中,优化抗震设计显得尤为重要。
        关键词:建筑结构;设计;抗震设计
        1建筑结构抗震设计基本原则
        1.1建筑结构规则、对称分布
        在建筑结构抗震设计中,需要遵循建筑结构规则、对称分布原则,才能确保建筑结构的抗震设计的合理性,全面提升建筑结构的抗震性能。在建筑结构的抗震设计中,建筑结构对称分布能够有效的提高抗震性能,由于许多建筑的体型较高,建筑抗震的性能要求也更高。因此,必须遵循建筑结构规则、对称分布原则。此外,在进行建筑结构抗震设计时,需要按照实际情况,结合建筑的结构特征,如平面形状。同时,在进行建筑的纵横比设计时,需要更加注重建筑结构设计的对称分布性原则,确保建筑的扭转符合相关要求。此外,需要注重建筑刚度,在确保质量的前提下,从宏观角度上进行考虑,按照建筑结构的对称性原则,提升建筑结构设计的科学性。还需按照建筑的基础形式,分析场地设计要求、设计的可行性,减少建筑结构基础设计问题的发生。
        1.2借助刚度设计实现建筑结果的抗震性能
        建筑结构抗震性能受多种因素影响,其中建筑结构的刚度是重要影响因素之一,在进行建筑结构抗震设计时,需要综合的考虑,注重对建筑的主题及主轴进行受力分析,通过相关计算,确保设计的合理性,有效的提高建筑结构的刚度。考虑到地震发生后,建筑结构的受力会出现变化,因此对建筑结构的刚度有较高的要求。在对建筑结构进行抗震设计时,还需要满足建筑整体的稳定性,提升建筑结构的抗震性能。
        1.3运用计算机科学设计建筑力学模型
        借助计算机技术,在抗震设计中,可以对建筑结构的具体抗震数据进行精确计算,确保建筑结构的抗震性能符合要求,通过计算机对建筑结构进行充分分析,注意建筑结构在荷载的作用下出现的变化,然后绘制出设计图纸。构建出更加符合实际需求的建筑模型,分析建筑的抗震能力是否符合实际要求。现阶段在抗震设计中,借助信息技术,在数据分析以及建模方面更加方便。因此设计人员可以使用先进的技术,比如BIM技术,就是一种在建筑内应用广泛的一种技术手段,在建筑设计的阶段对BIM技术展开应用,各部门充分参与到建筑设计中。在建模方面BIM有可视化的特点,可以满足相关的要求。
        2建筑结构抗震设计的核心要素
        相关设计人员首先要重视抗震设计的概念,合理灵活运用抗震设计思想,在建筑结构的设计中一定要注意以下3个核心要素。
        2.1简洁性要素
        应力和结构构件的关系与导线和电流的关系类似,一般来说力的传导会选择简单构件,结构体系中的传导同样会选择简单直接的构件。布置简洁的构件会得到更加明确的传导。结构整体的内力越接近实际结果,越有利于控制。在设计阶段,如果能有效控制和改善振动这一问题,可以极大提高建筑的抗震能力。
        2.2连续性要素
        在建筑的抗震设计中,一定要保证设计的连续性这一基本原则。建筑物具有连续性,若发生地震等自然灾害,可保证大震不倒、小震不坏。一般来说,水平和竖向这2个构件设计组成了结构设计,同时抗震性能较好的基本前提就是水平构件设计和竖向构件设计的连续性。如果存在不连续的情况,局部的应力就会集中,导致构件受到损坏。如果发生重大灾害,会对这些构件产生很大破坏,对建筑的影响巨大。
        2.3规则性要素
        规则性要素也是建筑结构抗震设计的核心。在结构设计中,应遵循构建布置的规则性,不但可减弱振动对建筑的破坏,也可保证建筑的美观及艺术效果。对建筑物进行规则的构件布置,如果发生地震灾害,建筑物受到的破坏会有一定程度的缓解,当建筑受到应力变化时,振动和变形虽然不可避免,但规则的建筑会使受到的力不发生突变,受力比较均匀。

如果出现了不规则的构件布置,整体的结构也会不匀称,当建筑物受到外力时,局部就会发生一定的偏差。
        3建筑结构设计中的抗震设计要点
        3.1选择适宜的施工地址
        除建筑结构自身以外,建筑物所在区域的地质结构条件也是影响抗震能力的关键要素。建筑物所在区域的地质环境、地下水文环境、自然环境等都会在不同程度上影响建筑物的抗震能力。为此,选择适宜的施工场地也尤为重要。按照建筑物所在地发生地震灾害的概率性差异可将其划分为甲乙丙丁4类。其中,甲类地区由于地理位置较为特殊,发生重大地质灾害的概率较高。同时,甲类地区的建筑物必须具备最高级别的抗震能力;乙类地区存在发生地质灾害的可能性,但能够及时恢复到正常状态;丙类地区的建筑物具备一般级别的抗震能力即可;丁类的安全级别较低,对临时性建筑物的抗震等级的要求也相对较低。
        3.2改善结构构件延性条件
        ①由于混凝土构件在不同承载体系中的破坏形态各不相同,为此,相关人员必须严格控制混凝土构件的破坏形态,尤其是混凝土构件对地震能量的吸纳量与抗衡量;②竖向混凝土构件在整个建筑结构体系中发挥着至关重要的支撑稳定作用。若竖向混凝土构件的柱轴压过高,则会在一定程度上削弱柱的延性条件。为此,相关人员要结合抗震要求,对竖向混凝土构件配置一定数量的箍筋,并采取适宜的箍筋配置方式,有效改善构件的延性条件;③针对延性条件差,且应力失衡的构件,可使用型钢混凝土,对混凝土构件的延性与整体建筑结构的抗剪能力予以平衡。
        3.3加强非结构构件设计
        在建筑结构体系中,非结构构件是指依附在主体结构上,且用于连接建筑结构、机电部件及其系统的构件。简单来说,非结构结构并非是承受荷载的骨架承重体系的构件。但是非结构构件作为建构筑物结构体系的重要组成部分,其设计水平也直接决定了整体建筑物的抗震性能与安全稳固性。
        ①在保证女儿墙、挑檐、门斗及雨棚等重要附属构件完整性的基础上,还需加强附属构件与主体结构的连接稳固性;②非结构墙体抗荷载力与抗剪切力等基本条件,也会在很大程度上影响主体结构的抗震性能。为此,设计人员既要优化调整主体结构的受力状态,又要改善主体结构的刚度条件,削弱非结构墙体的不利影响;③针对顶棚、天棚、吊顶等非结构构件,应结合实际情况,采取刚度连接或柔性设计等方式,增强其安全稳固性。
        3.4抗震设计系数的测评
        依靠计算机辅助系统,对结构体系与结构构件实行性能化设计。利用高效且合理应用多样化技术手段,实现可视化结构设计分析,确保各类结构构件在地震中保持安全稳定状态。具体要求如下所述:
        1)小震作用下的结构构件性能分析
        在明确小震等级与最不利荷载组合形式的情况下,严格遵照标准规范,对结构构件的预应力进行调整,确保整体建筑结构的承载负荷强度要求与弹性抗形变要求达到预期。
        2)中震作用下的结构构件性能分析
        在中震作用下,对关键构件、普通竖向构件及耗能构件的性能要求各不相同。关键构件主要包括底部加强区核心筒剪力墙和底部加强区外框柱两部分。若关键构件出现轻微损坏,即达到标准要求;普通竖向构件主要包括非底部加强区核心筒剪力墙和非底部加强区外框柱两部分。若普通竖向构件出现轻微损坏,即达到标准要求;耗能构件主要包括连梁和普通楼层梁。需要格外注意的是,由于连梁与普通楼层梁的设计部位与功能差异较大,对二者的性能要求也较大。只要连梁出现轻微损坏,即便部分普通楼层梁出现中度损坏,也能够达到标准要求。
        结束语
        总之,随着我国建筑行业的发展,建筑工程结构的施工规模不断提高,并且施工数量也在增加。因此需要相关企业确保混凝土建筑的施工设计质量,在混凝土建筑结构设计时需要对抗震性能水平不断的增加,从而保证整个建筑工程结构的稳定性与安全性。
        参考文献:
        [1]路会兰.建筑结构设计中的抗震结构设计理念[J].住宅与房地产,2019(25).
        [2]马玉洁.建筑结构设计中的抗震结构设计理念[J].山东工业技术,2019(12).
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