何昊
湖南建工集团有限公司 湖南省长沙市 410004
摘要:我国经济建设最近几年发展非常迅速,加速我国各行业的发展进程,其中建筑行业的发展尤为显著。伴随着我国城市化发展水平的提高,大城市持续新增高层建筑物,此类建筑能够缓解大城市用地紧张的难题。建筑物的结构设计一直以来都是本领域关注的焦点问题,如果处理不得当,可能会影响其结构的稳定能力,甚至引发严重的问题。
关键词:建筑工程结构设计;抗震问题
引言
我国经济建设的快速发展,人们生活水平的提高,使得我国人们对于居住环境和工作环境的要求与日俱增。从我国目前建筑工程的发展来看,结构设计和抗震性能已经有了一定程度的提升,能够有效地提升建筑的抗震性能,保证建筑的整体安全性,更好地发挥建筑工程在我国经济社会发展中的重要作用。
1建筑抗震设计的意义
面对着地震灾害所造成的巨大损失,建筑的抗震性为越来越多的人所关注。为减小地震灾害,国家在建筑工程的相关规定中明确要求,建筑设计过程中,务必根据抗震设防烈度进行相关设计。为保证遇到地震灾害时,建筑物不会因为抗震设防不到位,而导致意外损失。因此,建筑设计往往是以最不利设计作为重要考量,而其中抗震设计是建筑安全的决定因素之一,同时决定着建筑的经济性。
2建筑工程结构设计中抗震问题分析
在建筑物主体结构设计过程中,结构抗震设计是一个关键点,通常由于工程设计人员职业素养不足及缺少应变能力,忽视了建筑主体结构抗震的科学设计。或者,相关工程技术人员在进行建筑物主体结构抗震设计校核的过程中,因为计算过程中的错误减少抗震设计的科学性。假如发生地震,建筑物抗震设计无法符合建筑结构的抗震规定,就有可能出现严重的损坏,导致严重的人员伤亡及经济损失。
3加强建筑工程结构设计中抗震措施
3.1建筑构造保障抗震性能
在进行建筑的抗震结构设计时,需对抗震不利的地方进行有效加强处理,并且进行多层次抗震设防,以保证建筑能满足抗震设计要求。建筑物的抗震体系由主体结构安全和维护构件安全两个层级。换言之,建筑物的抗震设计除了结构概念设计外还包括维护墙体、外墙门窗、幕墙及饰面装饰材料等设计。从事建筑设计行业,需要了解到施工现场最容易犯建筑构造上的低阶错误,而设计中则是更多注重对结构主体的把控,忽视对建筑构造细节的表达。对于很多建筑,特别是医疗教育建筑,发生地震时除了结构不应被破坏,还应该考虑项目的整体安全,保证项目能为抢险救灾所用。所以,建筑设计时首先应选择合适的墙体材料,尽量不选薄壁型空心砖、大孔径空心砖等类型的砌体构造,此材料在地震作用下极易被地震剪力所破坏,不利于抗震;其次对外墙幕墙设计时需要将一些具有良好延性的结构构件,使用合理的方法进行有效连接,才能使构件与建筑主体协同工作,避免地震时产生次级伤害。同时应尽可能考虑到建筑的每一个构造节点的细节,这样才能够达到国家的抗震设计要求。建筑物精细化设计是建筑抗震设计的必然趋势,设计过程中不能对结构主体和维护设施有区别对待,需要根据建筑的具体要求来处理好两者之间的相互关系,这样才能保证建筑物的安全,避免人祸与天灾同行。
3.2加固建筑场地
建筑工程抗震结构设计和实际施工的过程中,需要对建筑场地进行兼顾,从而能够保证建筑在建设过程中,以及后期使用过程当中的安全性和稳定性,提升建筑的整体抗震性能。如果某处施工地的土质较软,且含水性较高,施工人员应避开此地施工,或者对此地进行加固,以此保证建筑物的稳定性,有些工程没有办法避开土质较差的地方,可以采取以下措施进行加固:开展实际建设的过程中,可以将相应的土壤进行加固和替代,采用更加适合当地建设的土壤进行填补,同时可以采用强夯法,对松软的土地进行加固以保证建筑建设过程当中,土地不会因为较大压力而出现下陷。
施工团队应根据不同的地质条件进行合理科学的施工,保证在发生地震时,以确保工地在发生地震时不会下沉。有些建筑公司开发地下室以提高经济效益,但是一旦发生地震,地下室将被直接掩埋,因此高层建筑不得开发地下室。
3.3中震弹性分析
依据对性能的设计要求,针对建筑的结构开展中震弹性分析,剪力墙与框架柱受剪承载力依据中震的弹性标准进行设计,剪力墙的受弯承载力则根据中震不屈服进行设计。使用SATWE计算软件进行计算,考虑中震弹性设计的最高影响系数,取αmax=0.12,并保留荷载分项系数与材料分项系数,但不需要考虑结构抗震内力的调整系数、增大系数,以及承载力的抗震调整系数γRE。在设计中震不屈服时,最大影响的系数依据中震进行考虑,材料与荷载的分项系数为1.0,钢筋与混凝土使用强度标准值。最终的计算结果显示,在中震下建筑的框架柱符合弹性,剪力墙受剪承载力也符合基本的弹性,剪力墙的受弯承载力也达到标准,而在中部的一部分剪力墙连梁出现超筋的情况。
3.4制定相关标准
在建筑工程建设过程中,要想实现建筑抗震性能的提升,就需要制定相关的标准,相关标准一定要符合国家标准,同时要考虑到地方发展实际,从而保证建筑结构抗震性能的提升。相关建筑企业在开展建设和设计的过程中,需要遵守国家相关规定,开展建设工作,不能够进行违规设计和建设,同时要将建筑物的抗震性能作为建设的重要基础,保证工业发展和人们的正常生产生活。
3.5保证建筑配筋的科学性及合理性
配筋是建筑结构设计中的重要环节,好的配筋方式能在保证建筑结构稳定的情况下带来更好的经济效益。以下将简单说明合理科学的配筋在优化建筑结构设计和保障建筑安全性中的作用。通常情况下,科学配筋应该在外部配置横向水平钢筋,内部配置纵向钢筋。但有些情况下,建筑墙体本身需要承受很强的侧面压强,当上部建筑下压带来的土体侧面压强增加,为了增强抗测压能力,合理科学配筋会在外部配置纵向钢筋,内部配置横向钢筋,进而提高墙体的刚度。
3.6科学选取计算参考图纸和相关结构模式
工程设计人员合理选取计算参考图纸是确保高层建筑主体结构设计结果安全的基础。在建设方案选取时需要使用和计算参考图纸相对应的方案,在进行构件的结构节点的规划设计时,必须保证计算参考图纸的误差值控制在规定的范围之内。另外在选取建筑物主体结构的设计方案时不但需要参考其外观形状,还要参考相关设计方案的可行程度及经济指标是否合理,选取的设计方案需要符合建筑主体结构外观及内部结构的相关规定和需求。特别是对于荷载及其受力情况进行设计的时候,需要遵照传力系统简明、受力状态均匀清晰的设计准则,防止出现受力集中导致建筑物的主体结构刚度受到影响的情况。
结语
从当前结构设计来看,建筑企业对于抗震结构设计不够重视,不能够达到国家的相应标准,同时国家没有相应严格的审查程序。因此在开展结构设计的过程中,应当加强对于建筑场地的加固优化建筑的延性,制定相关标准完善相关法规,这样才能够更好地提升工民建的抗震性能。
参考文献
[1]金兆辉,朱杰江.青岛某超限高层建筑结构体系优化研究[J].结构工程师,2020,36(5):209-217.
[2]徐自然,崔家春.框架-阻尼框筒结构体系在超高层建筑中的应用研究[J].建筑结构,2020,50(18):44-49.
[3]许铭,陈德良,徐强,等.武汉华侨城某超高层建筑抗震性能设计[J].建筑结构,2019,49(9):33-38.
[4]马国平.建筑工程结构抗震性能提升分析[J].工程技术研究,2020,5(13):214-215.
[5]杨秀红.浅谈建筑设计在建筑抗震设计中的重要作用[J].建材与装饰,2018(28):124.