关于建筑结构设计中抗震结构设计

发表时间:2021/6/17   来源:《基层建设》2021年第7期   作者:杨景麟
[导读] 摘要:我国地域辽阔,在很多地区曾发生地震,且带来的惨重损失与危害已经深入人心。
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        摘要:我国地域辽阔,在很多地区曾发生地震,且带来的惨重损失与危害已经深入人心。建筑抗震结构设计虽然还有很长的路要走,但我们却从未停止对其进行更加深入的研究与探索。抗震结构设计理念为建筑工程的施工和抗震功能的实现提供了重要依据。只有从多方面进行考量,完善现有设计中的不足,健全抗震设计体系,才能保证建筑工程的安全和可靠性。
        关键词:建筑结构;抗震;设计
        导言:地震会给建筑工程带来毁灭性的破坏,威胁人们的生命财产安全。抗震结构设计理念随着地震的多发也得到了不断的完善。建筑结构设计中的抗震设计越来越重要,只有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。
        1建筑抗震结构设计的特点
        首先,建筑抗震结构设计需要监测结构受力。由于建筑结构无论是从整体柔性上,还是建筑承载力方面都需要充分考虑其受力均衡性,而且这也对建筑在强震环境下保持稳定性具有重要的影响作用,为此需要在结构设计过程中切实关注其受力状况,加强对结构构件和连接点之间的受力状况监测,确保强震环境下临时能量对建筑不会产生过大冲击,确保其受力平衡,保障主体结构的完整性。
        其实,建筑抗震结构设计存在轴向变形问题。由于建筑的竖向载荷较大,不仅存在着一定的轴向变形问题,而且还会对连续梁弯矩产生较大影响,使之在负弯矩值减小的同时,却增大了正弯矩值,这将影响预制构件的下料长度。为此,必须进行轴向变形计算,从而及时调整下料长度,调整结构剪力和侧移的影响。
        最后,建筑抗震结构设计还具有结构的延展性。结构延展性是建筑的一个重要设计指标,与低层楼房相比楼房结构更加柔软,这导致其在地震作用下的变形可能性也更大,为了避免地震情况下出现倒塌,使建筑结构在塑性变形后仍然具有一定的变形能力,需要在构造上采取一定安全措施来提高建筑结构延展性。
        2 建筑抗震结构设计基本要求
        2.1 确保建筑抗震结构设计的简单性
        建筑结构设计必须考虑融入抗震设计,而且还应确保其达到有效的承重能力。这一过程首要保证建筑抗震结构设计的简单性,使之在简单计算下就明确得出建筑结构的受力情况分析,也由此确保抗震设计的精确性。简单性设计要求下,既能使建筑结构免于遭受地震的严重破坏,还能由此巩固建筑设计中的薄弱环节,使其整体稳定性与抗震性得以同步提升。
        2.2 保证建筑抗震结构设计的科学性
        为了能够全面提升建筑结构抗震性能,需要从建筑工程的实际情况出发,进行严格的建筑抗震結构设计规划,既要保证建筑结构中各安装连接件的安全可靠性,还要确保其稳固性。尤其是进行基础设计,以及楼盖、柱体等位置的连接时,使之达到整体设计的科学性与合理性,在发生地震时,支撑梁可以最大限度承担冲击力,由此确保建筑整体刚性达到使用要求,同时兼具良好的抗震性能。
        2.3 建筑结构的合理性与完整性
        在进行建筑抗震结构设计时,应保证其完整性与合理性,由此既增强建筑结构的稳固性,还能使其布局更加合理。在遵循这一设计要求前提下,不仅可以保证建筑结构外形与刚性达到协调统一,还能提升其整体抗侧压力,由此在增强建筑结构整体抵御能力的基础上避免中心位置出现偏移,确保建筑整体抗震性的提升。
        3建筑结构抗震设计的基本对策
        3.1 选择的建筑场地和地基有利于抗震
        (1)场地选择。在不同工程地质条件的场地上,地震对建筑物的破坏程度是截然不同的。因此,进行建筑场地选择时,设计者必须综合评价工程地质的有关资料和地震活动情况,并结合工程的实际需要。

首先,建筑宜避开对建筑抗震不利的地段,選择对建筑抗震有利的地段,例如平坦、开阔的坚硬场地土。其次,当没有办法避开时,适当的抗震加强措施应被采用。
        (2)地基处理。基础设计时应注意:①当地基有新近填土、液化土、软弱黏性土时,基础的刚性、整体性应得到加强;②天然地基与桩基不宜混用在同一结构单元上;③性质差异较大的地基上不宜设置同一结构单元;④地圈梁应设置在墙下,以加强上部结构与基础的整体性,以抵抗不均匀沉降。
        3.2 优化平立面布置
        (1)建筑布置的平立面应规则,体型要简单。当建筑物体型规则、简单时,其受力性能明确,在设计过程中就容易分析在地震作用下结构的内力和实际反应,且易于处理结构细部的构造,因此这类结构在遭遇地震后受到的损害相对较轻。
        (2)力求建筑平、立面质量分布和刚度对称。建筑的质量分布和刚度不对称,在地震作用下就会发生十分明显的扭转振动。因此,建筑中的独立单元及整个建筑应力求质量、刚度对称,使其刚心与质心偏心很小甚至完全重合。
        (3)建筑的刚度变化和质量须均匀。建筑沿竖向分布的刚度和质量常常是不均匀的。比如,楼层错层的存在或在层高范围内框架的填充墙设置不连续,短柱就在框架上形成。地震时就易对建筑造成损害。所以设计时必须采取必要的构造措施,对建筑结构中沿竖向分布不连续的质量和刚度加以限制。
        3.3 选择合理的抗震结构体系
        (1)应有多道抗震防线。多道抗震防线,是指在地震作用下,一个抗震结构体系中的一部分延性好的构件最大限度发挥其耗散、吸收地震能量的作用,首先达到屈服,起到第一道抗震防线的作用,其他构件则在其后依次屈服,从而形成第二、第三或更多道抗震防线。这样可以避免整个建筑结构体系因部分构件或结构破坏而丧失抗震能力。所以,结构设计须考虑设置多道抗震防线。
        (2)应具备良好的耗能、变形能力和必要的强度。一个没有足够延性,只有较高的抗侧力强度的抗震结构体系,在地震时很容易遭到破坏。但如果其抗侧力强度不高,而有较大的延性,在地震作用不大的情况下,建筑结构就不会受到破坏,只会产生较大的变形。如果抗震墙设置在框架中,就可增加其抗剪力强度;如果约束边缘构件加在砌体结构上,能提高其变形能力。这样就增大了两种结构的抗震潜力。
        (3)结构刚度和强度分布须合理。如结构刚度和强度分布不合理,会产生塑性变形集中或过大的应力,结构就会突变或其局部受到削弱而形成薄弱部位。对结构上可能出现的薄弱部位,应采取相应措施提升其抗震能力。在强烈地震下,强度安全储备在结构上并不存在,而判断结构薄弱层的基础就在于构件的实际强度分布。
        3.4 设计合理的建筑结构参数
        计算分析参数设计,就是进行建筑各构件的地震响应和地震作用计算,各墙柱梁板变形及承载力计算包含于其中。把正确的计算模型建立在建筑结构的实际工作状况基础上,并根据概念设计做适当的简化处理、计算。多遇地震作用下的复杂结构进行变形、内力分析时,应采用的力学模型不少于两个,且不相同,其计算理论主要有两种,即主拉应力与剪切理论。其中,主拉应力理论适用于砖砌体,而剪切理论适用于砌块结构。应认真分析判断计算机的计算结果,确认其合理、有效后,才能用于工程设计。结构的位移、剪重比、自振周期等是结构计算控制的主要计算结果。
        4结语
        综上所述,抗震结构设计是建筑结构设计的重要组成部分,也是决定建筑工程设计水平和质量的决定性因素。为了达到理想的抗震能力和效果,相关设计人员需要充分重视抗震结构设计的原则,并注重其实际应用,为居民提供更加安全舒适的居住环境。
        参考文献
        [1]王宜.抗震结构设计理念的应用与设计要点探究[J].住宅与房地产,2019(15).
        [2]马玲梅.建筑结构抗震设计理念与方法[J].城市建筑,2016(35)
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