朱旭帆,汤国强
中南建筑设计院股份有限公司 湖北武汉 430071
摘要:随着现代建筑产业化经济的快速发展,人们对工民建建筑质量的要求也不断提高。为了优化建筑居住的安全性和舒适性,就要从增强工民建建筑结构的整体抗震性出发,提升建筑结构抗震力的设计。而工民建建筑结构的设计有着严格的标准,不同的工民建建筑结构的设计标准不同,抗震等级要求也不同。因此,要对工民建建筑抗震质量水平进行优化,前期对抗震结构做出准确评估,分析工民建建筑结构的设计形式和设计规范,从建筑结构特点入手,结合房屋抗震设计的基本原则,选择符合建筑抗震设计的方式,以达到工民建建筑抗震设计的最佳效果。
关键词:工民建建筑;抗震设计;结构
中图分类号:TU352 文献标识码:A
1 引言
近年来,四川发生了数起较大的地震,如“5.12”汶川地震、“6.17”长宁地震等,给相关地区带来重大人员伤亡和财产损失,其中占比最大的就是固定资产的破坏,而建筑物的损害表现的尤为明显,预示着提高建筑物抗震设计的要求迫切。另一方面,随着经济的飞速发展,人们对建筑空间的需求也往大空间大跨度发展,建筑设计与建筑抗震设计两者也就必须相辅相成,才能促就建构筑物的适用性、安全性、经济性。作为建筑设计从业人员务必重视建筑的综合平衡,才能在建筑功能布局、结构安全、立面造型乃至建筑经济性中找到合适折中点。
2 建筑抗震结构设计的概念
建筑抗震结构的整体抗震结构设计主要是指在大型建筑的整体抗震结构设计中,设计人员能够大胆突破设计传统,充分吸收当地地震灾害的统计数据、地震灾害的严重程度以及经过长期实践积累的大型建筑整体抗震结构设计的技术经验,最终形成更加系统、科学的结构抗震建筑设计技术理念。此外,还要以适应这一理念为设计依据,完成所有主体结构和部分基础结构的整体设计。对于建筑主体结构抗震灾害的概念设计,设计人员更有必要灵活、科学地充分利用地震相关知识和当地有关地震的详细设计资料。
3 影响高层住宅建筑抗震效果的因素
3.1 材料
材料是创建建筑实体必不可少的要素,现阶段的建筑材料类别及性能各不相同,具备的抗震效果也存在差异。若选择的是加气混凝土板等具有高强度且质地轻的材料,则会显著提高建筑物的强度,明显减轻总体自重,建筑物综合使用性能更为优良。对此,在设计过程中应注重对建筑材料的选择,要求其具备强度高、质量轻的特点。
3.2 高度
现代建筑工程中,高层建筑成为主流趋势,但在高度增加的同时其重心的高度也随之提高,结构稳定性难以得到保障。从实际情况来看,建筑超高现象普遍存在,在爆发高强度地震时极易发生失稳现象,严重时建筑将整体坍塌,造成严重的伤亡事故。为创造可观的建筑使用价值,需要合理设定建筑高度,避免出现重心过高的情况。
3.3 地基选取
地基是建筑施工的基础部分,其稳定性也将对建筑的抗震性能带来影响。对于高层住宅建筑,若地基的稳定性与平整性较强,建设所得的建筑物整体抗震性能则较为优良;若建筑地基性能欠佳,如存在松软、含水量过高等情况,此时建筑物的抗震性能将被大大削弱。从这一角度来看,需注重对建筑物地基的选择,若因用地规划问题而必须在软土地基上展开施工,则要做好地基加固,使其具有足够的稳定性。
4 工民建结构抗震设计要点
4.1 建筑结构的抗震设计要求
根据建筑结构的抗震要求,巧妙运用建筑结构的整体稳定性来优化抗震结构面层,并对灾害发生的强度做好评估。以工民建建筑结构的设计规范为标准,从抗震总体结构性能上进行评估,提升建筑主体的抗震安全性,重点提升建筑结构加固设计思路,做好设计安全的准确评估。根据建筑结构设计规范,利用建筑结构模型测试设计是否符合施工标准要求,找出技术薄弱环节的要点,改进局部抗震结构设计,以保证建筑结构整体抗震设计准确有效。根据工民建建筑的实际高度和质量标准要求,规范建筑企业的施工,确定建筑结构施工的加固标准。工作人员要准确评估建筑结构的地基,搜集各类设计资料和信息,建立工民建建筑结构设计模型,结合建筑结构测定方式,计算建筑承载力标准,以满足建筑结构的抗震设计要求。
4.2 选择合理的地理位置
地震的主要原因是板块地壳断层反向运动,导致不同板块之间的强烈碰撞,对许多建筑物的结构造成巨大的破坏。基于这一实际情况,我们在进行建筑设计工作时,首先必须选择合理的施工场地,最大限度减少地震灾害造成的破坏。由于建筑物的震害是由一些地质运动直接造成的,可以考虑选择一些地质较强的位置来建造建筑物,增强其抗震破坏能力。在选择抗震地理位置时,应基于以下两个方面:①选择地质相对较硬的地理位置,相应的山体承载力也较强,可以有效防止地震活动引起的山体崩塌;②选择平坦宽阔的建筑位置,可以有效保证工民建建筑的地震稳定性和抗震性能,减少地震活动对建筑的破坏。
4.3 合理设置嵌固端
对于没有地下室的普通建筑结构,其结构的嵌固端位置比较明确;对于带有地下室建筑结构,且地下室的结构刚度和受剪承载力相比上部楼层较大时,地下室顶板可作为嵌固端;对于带有地下室建筑结构,但地下室顶板由于开设地下中庭、开大洞、半地下等原因,不能满足嵌固要求时,此时的地下室顶板是不能作为嵌固端的,嵌固端位置可能下移;对于带底盘的地下室,上部结构地下室顶板与周边地下室顶板存在高差时,若该高差小于首层层高的1/3,且嵌固端满足刚度和承载力的要求时,嵌固端可取在地下室顶板处,但需采取加强措施;若该高差不小于首层层高的1/3时,地下室顶板不能作为嵌固端,还需对高差位置处的梁或墙采取竖向加腋或斜撑等的处理措施。
4.4 橡皮支座抗震技术
工民建建筑的抗震设计可以通过优化支座结构设计提升整体结构的稳定性。将工民建建筑简化为基础和主体二大结构部分,在两个结构间设置支座装置。由于工民建建筑的竖向结构强度较大,在地震横波的作用下,支座上部结构会发生整体位移,传统的刚性结构支座没有活动余量,会在结构连接处产生刚性破坏。在连接处设置橡皮支座装置,外力作用会使结构连接处发生位移,有效降低地震对建筑结构的刚性破坏,在地震强度不高的情况下,地震造成的冲击对建筑的破坏性极其有限,可以保证建筑结构的稳固性。因为我国大部分地区的抗震设防烈度不高,所以橡皮支座抗震技术的应用范围较广泛,实际工程应用的抗震效果较好。
5 结束语
总之,在建筑设计中,建筑的抗震设计是整个结构设计中最重要的部分之一。因此,在建筑结构设计中,需要综合分析建筑所在区域的施工环境、技术等因素,借助现代计算机技术获取抗震数据,选择延性好、强度高的建筑材料,以保证建筑结构的抗震设计能够满足实际抗震需求。
参考文献:
[1] 李同超.试论如何强化工民建结构设计中的抗震设计[J].居舍,2020(21):100-101.
[2] 杨闻辉.工民建结构设计的优化措施的探讨[J].建材与装饰,2019(30):99-100.
[3] 马志刚,张帆.如何强化工民建结构设计中的抗震设计[J].工程技术研究,2019,4(05):170-171.
[4] 李明,王麒鸣.如何强化工民建结构设计中的抗震设计[J].住宅与房地产,2018(24):105.
[5] 王万才.工民建结构设计中的抗震设计[J].城市建设理论研究(电子版),2018(02):81.