探析建筑结构设计的抗震设计

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  摘要:建筑行业关系到我国的经济发展和社会稳定,关系到国民的生命财产安全,加强对建筑结构的防震设计,提高抗震能力,是促进社会和谐稳定的客观要求。因此实施科学合理的设计方法,选择科学的抗震措施,重视抗震关键要点,具有重大的社会意义。
  关键词:建筑;结构设计;抗震;设计;策略
  1.我国建筑结构设计的现状
  建筑结构的设计要充分考虑建筑的抗震能力,这关乎人民的生命财产安全。我国位于环太平洋地震带以及地中海—喜马拉雅地震带上,因此我国是一个地震多发的国家之一。但是,从目前我国建筑的抗震能力来看,还存在着许多的问题。一直以来我国在进行建筑设计时都遵循着小震级的地震可以抵抗,大地震能够修复的原则,虽然这样的设计理念在建筑物的抗震方面取得了一定的成效,可是,在面临大的地震时还是存在不足。尤其是一些设计人员的侥幸心理,在设计时缺少灵活的应变,一味的照抄照搬,使数据最终产生错误。不仅如此,在进行建筑施工时,一些建筑承包公司为了节省建筑开支,从而偷工减料,降低了建筑物的抗震能力,有的甚至是私自改变施工的设计方案,最后在导致建筑物抗震结构的改变。而施工人员不够专业也会影响整个建筑结构的抗震性能,施工人员在进行施工时,为了方便或者自身的不注意,对钢筋混凝土建筑结构的施工没有做到设计的相关要求,最终影响了整个工程的施工质量。
  2.建筑结构抗震设计方法要点
  2.1建筑抗震场地的选择
  (1)房屋平面布置应当规则,在结构上应当力求对称。如果房屋在建筑过程中,其外形不规则,或者是不对称,带有凹凸变化尺度,或者是形心质心偏大,在同一个结构的单元内部,结构的平面形状以及刚度不均匀或是不对称的情况下,平面的长度过长等现象,对于抗震性能均不利。
  (2)强度以及刚度都要匀称。在多层的建筑结构当中,应该使各个层面之间的强度和具备的刚度都要匀称,无论哪一层,如果存在薄弱的一个楼层,那么这一处,就会在地震力的强大作用下导致变形或成为变形集中区,从而使得建筑物最初开始从此部位发生严重的变形导致破坏,最后甚至波及到整个建筑的整体遭到严重破坏。
  (3)结构的超静定次数多。静定结构的杆件,其受力系统和传力路线单一,其中一根杆件遭到破坏,就会波及整个结构体系由此而导致失效。在超静定的结构中,超过其荷载能力的时候,会先使一些多余的杆件发生一些塑性的变形,并且容易消耗吸收一部分的能量,而保证整个的结构所具备的稳定性,并且还可以减少地震的破坏。超静定结构次数多,那么消耗地震能量,也就越多,同时建筑的抗震能量也就越强。
  2.2建筑结构抗震体系的合理选择
  (1)首先建筑结构体系,在地震的灾害中,应当避免因为部分结构或者是构件的破坏,从而导致的整个建筑结构丧失了抗震能力,或者是对重力荷载的承载能力。建筑结构抗震设计所具备的一个重要的设计原则就是,建筑结构本身应当具有十分必要的赘余度、以及良好的变形能力,和其具备的内力重分配的功能,在地震的过程当中,即使是有一部分的构件退出了工作,但是其余部分构件,应该仍然能够承担起竖向的荷载能力,且还要避免整体的建筑结构失稳。
  (2)建筑结构体系当中,其应当具备清晰而且明确的计算的简图,包括恰当而且合理的地震作用下的传递的路径。在抗震设计过程当中,竖向建筑构件的布置设计,就应当尽量使得竖向建筑构件,在垂直的重力荷载的作用下,压应力水平应当接近均匀;且其中的楼屋盖梁体系的布置,也应当尽量的使用垂直重力荷载,主要目的是以最短的路径来传递到竖向构件墙和柱的上面去;
  (3)建筑结构体系应当具有合理适度的强度和刚度。应当具有合理而且恰当的强度以及刚度分布,这是因为在抗震过程中,为了防止以及避免因为局部的削弱或者是突然的变形而形成薄弱的部位,并且对薄弱的部位产生过大的塑性变形集中或者是应力集中的现象;建筑的框架结构设计,应当使节点基本不遭到破坏,同时底层柱底的塑性铰应当形成的晚些,应当使柱、梁端的塑性铰出现得尽可能地分散;这对于震中可能出现的薄弱部位,应当及时采取适当的措施来提高抗震的能力。
  2.3重视建筑结构平面布置的规则性和对称性
  建筑的平、立面布置应符合抗震理念设计原则,宜采用规则的建筑结构设计方案,不应采用十分不规则的设计方案。建筑结构抗震设计规范规定,对平面不规则或竖向不规则,或平面、竖向都不规则的建筑结构,应采用空间结构计算模型;对凹凸不规则或楼板局部不连贯时,应采用符合楼板平面内的实际刚度强度变化的计算模型;对薄弱部位应乘以内力增大系数,应按规范的有关规定分析弹塑性变形,并应对薄弱部位采取强有效的抗震构造措施。
  2.4在建筑物层间设置隔震设备
  在对建筑层间进行设计时,要用隔震设备来降低地震带来的损失,这种隔震技术设施主要采用在建筑物基础和上部建筑物的减震装置,它主要是通过对建筑底层的震波进行进行吸收,从而减少上部建筑物所受到的冲击。在进行施工时可以采用粘弹性隔震、摩擦滑移隔震的方法,通过在建筑的内部设置橡胶垫以及其他隔震装置来进行防震。而且这种建筑方法也可以用于旧建筑的防震改造中,一方面在施工时比较容易操作,另一方面这种隔震设计也可以很好的起到防震的效果,从而也降低了施工的费用,节省了社会资源,符合社会的发展规律。但是,这种隔震装置的应用也有它的局限性,他不适合在楼层比较高的建筑上实行。因为这种装置在地震发生时可能会延长建筑结构的自身震动周期,最终会导致这种装置在高层建筑中不仅不会起到相应的防震效果,有可能会加重整个建筑结构的震级,从而起不到最终的防震抗震的最终效果
  2.5提高建筑结构抗震能力的对策
  (1)要合理且恰当地布局地震外力的能量传递与吸收的途径,在地震当中,要确保建筑的支柱、梁与墙的轴线,处于同一个平面上,从而可以形成构件的双向抗侧力结构体系。并且可以使其在地震的作用下,呈现弯剪性的破坏,并使塑性屈服情况,尽量的发生在墙的根底部,从而连梁适合在梁端产生塑性屈服,这样还具有足够的变形的能力。在震灾中,在墙段部分充分发挥抗震功能之前,要按照"强墙弱梁"的原则,来大力加强墙肢的承载力,避免墙肢遭到剪切性的破坏现象,从而最大限度的提高建筑结构的整体的抗震能力。
  (2)要根据抗震等级,在对墙、柱以及梁节点设计中,采取相对应的抗震构造措施,力求确保建筑物结构,在地震的作用下可以达到三个水准的设防标准。还可以根据"强柱弱梁"、和"强剪弱弯"、以及"强节点弱构件"几种构造的原则,在建筑设计中,合理的选择柱截面的尺寸,以此控制柱的轴压比,并还要注意构造配筋的要求,还要保证,钢筋砼结构建筑在地震的作用下,能够具有足够的承载能力以及具备足够的延性。
  (3)在建筑设计过程中,要设置出多道抗震的防线,即,在设计一个抗震结构的体系当中,有一部分延性比较好的构件,在地震的作用下,首先可以担负起第一道抗震防线的作用,然事,其他的构件,在第一道抗震防线屈服以后,在地震中,会依次的形成第二道、第三道或者是更多道的抗震的防线,这样的抗震结构体系的设计,在建筑设计当中,对于确保建筑结构具有的抗震安全性,是非常的行之有效的设计方法和手段。
  3.结语
  加强我国建筑结构的抗震设计能够为我国建筑行业的正常发展创立良好的环境,保证人民的生命安全。通过对建筑抗震设计的研究,我们发现了在实际建筑施工中存在的问题,并且针对这些问题可以找到更好的解决办法,这对建筑设计来说具有重大的现实意义。提高建筑结构的抗震能力,进一步提高了建筑的质量,加强了人类应对自然灾害的能力,从而促进我国房地产业的发展,促进我国经济的进步。
  参考文献:
  [1]霍延超.钢筋混凝土建筑结构设计抗震思路[J]..科技致富向导,2010,(16):67-68.
  [2]纪秀冲.抗震设防区建筑结构选型与设计[J].投资与创业,2012,(7).
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