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浅谈建筑结构设计中的抗震结构设计理念

时间:2022-05-16 14:55:04 浏览次数:

摘 要 地震是我国频发的自然灾害类型,对建筑设计中的抗震设计进行研究,可有效强化建筑的抗震性,提升建筑建设质量。对此,本文首先对地震对于建筑结构的破坏作用进行介绍,然后对建筑工程抗震结构设计原则进行分析,并对建筑工程抗震结构设计要点进行详细探究。

关键词 建筑结构;地震;破坏特点;抗震结构设计

引言

在建筑结构的设计当中,如果忽视了抗震设计在建筑设计中的重要性,使得抗震设防理念和相关技术与建筑结构的设计严重脱节,不仅不利于建筑工程质量的提升,甚至也在一定程度上加大了建筑结构的隐患,为居住者带来了一定的威胁。因此,需要建筑设计人员在充分考虑抗震条件,有效应用结构抗震技术,有效提升建筑工程的建设质量。

1 地震对建筑造成的破坏特点分析

1.1 地基破坏特点

处在软弱土层上的建筑,土地液化比较明显,因此很容易因地面沉降而被破坏,最终会呈现出建筑上部倾斜的状况。另外,一些在危险地段修建的建筑一旦遇到地震,地基就会出现不均匀沉降,甚至会导致建筑物出现不同程度的裂缝,严重破坏建筑物的结构。

1.2 结构体系的破坏特点

框架填墙结构建造成的建筑一旦被地震破坏后,建筑平面内的内框架上部很容易发生剪切型破坏。框架剪力墙结构的建筑物受到地震的破坏性就比较轻,因为它的底部框架结构中的底层具有较低的刚度,相对框架填墙结构敞开式的底层框架,受到的伤害比较轻。

1.3 刚度破坏特点

建筑的主体结构一般采用矩形平面式、L形和三角形的结构形式,采用矩形的主体结构时,建筑中的电梯井等如果发生偏移,会因为扭转振动的作用加重地震带来的破坏程度;采用L形和三角形的主体结构时,也会因为对称性不强的缘故,导致建筑物在地震发生后受到扭转振动影响,加重地震带来的危险。

1.4 构件的破坏特点

采用框架剪力墙结构的建筑中,窗台下部位置比较容易造成交叉性裂缝的破坏。但是框架柱因为有螺旋箍筋的保护,层间位移角比较大,在地震来临时,被破坏的程度比较低[1]。

2 建筑抗震结构设计原则

2.1 建筑结构规整性

对于建筑物施工阶段的工作人员来说,在对建筑物进行设计工作的过程中,要注意对建筑物抗震能力的设计工作,这就需要相关的设计工作人员在开展建筑物的设计工作的过程中,要注意规划设计建筑物的抗侧力结构体系,这样设计工作人员所设计出来的建筑物结构就会更加的完整,分布也会比较的均匀。不仅如此,在进行时建筑物的构件设计工作的过程中,相关设计工作人员要注意,所设计的构件强度的变化要是遵循由上到下、由高到低的原则。施工工作人员在进行设计工作的过程中,需要进行平面结构构造形式的检查和确认工作,在进行这项工作的过程中,设计工作人员尽可能选择满足设计规则,而且是对称存在的图形。除此之外,在对建筑物进行正式的施工工作的过程中,还要根据建筑物的建设情况,及时地对所设计的结构进行调整和优化,通过这样的方式,尽可能地将惯性能力聚集在一起,这样也有利于惯性能力在建筑物中的传递。在建设建筑物的过程中,采用竖向的抗侧力构件参与到施工工作中,如果发生地震,那么竖向的抗侧力构建可以将地震的破坏力均匀的分散开来,这个过程也就在一定程度上提高了建筑的抗震能力。

2.2 建筑的结构刚度

在地震发生的过程中,地震会产生一定的作用力,而这个作用力一般都是双向存在的,那么,针对这种现象,就需要相关的施工工作人员,在对建筑物的抗震能力进行设计工作的过程中,要保证来自建筑物每一个方向在作用力都可以被抵抗住。对于建筑物的施工设计工作人员来说,如果想要做到这一点,就需要相关的施工设计工作人员在进行设计工作的过程中,要加大对水平面主轴这两个方面结构刚度的重视程度,保证这两个方向的刚度一定可以达到标准的要求。除此之外,如果刚度特别硬的话,在发生地震的情况下,建筑物可能会受到作用力的影响,从而导致建筑物的结构出现变形的情况。对此,需要相关的设计工作人员,在进行设计工作的过程中,也要根据建筑物的基本情况,适当加入一些比较柔的结构进去。在进行设计工作的过程中,设計工作人员做到刚柔结合,如果发生了地震,而且地震的破坏力也在逐渐增加的情况下,建筑物的结构不会非常容易的就出现变形的情况,倒塌的问题也不会发生。由此可见,在对建筑物的抗震能力进行设计工作的过程中,不仅仅要做到建筑物结构的刚柔结合,在设计建筑物的抗侧力结构的过程中,也要注意,不能够完全的按照要求的标准来进行,抗侧力结构的稳定性应该要比规定中的稳定性稍微提高一些,通过抗侧力结构的水平位移也是如此,和规定要求的水平位移相比较,也要更大一些[2]。

3 建筑抗震结构设计要点

3.1 合理选择建筑抗震场地

抗震场地的选择是建筑结构抗震设计中非常重要的一部分内容,若建筑物的地表性质不稳定,那么位于该类地域之上的建筑物的抗震性能也将会受到影响。如果地震发生,加之建筑物地表性质不稳定,便会大幅度降低建筑物的抗震性能。具体来说,建筑设计与建设单位应选择开阔、平坦而且地质结构稳定的地段作为建筑物的建设场所,还应当通过必要的技术检验确定土壤硬度和密度能否达到建筑结构载荷的要求,从而保障建筑物的承载力和稳定性。此外,选择抗震场地时需尽可能避免河岸边缘、采空区、地震断裂带以及山岳软土地段,这类区域的土质凝结度均无法达到相关标准。建筑物场地经常会出现地基承载能力不足的问题,所以需通过相应的技术处理方法对地基进行加固处理,保障人民群众的生命财产安全。

3.2 建筑结构造型优化设计

技术人员在对建筑结构的造型进行设计的时候,不仅要重视造型控制的质量,同时也应该有效提升造型设计的美感。在保障建筑物对称和规则的情况下,运用抗震设防技术加强建筑物的抗震能力。首先,技术人员在设计之前应该到施工现场和场地进行仔细考察,根据施工的实际情况进行具体的图纸方案设定等。其次,在对造型进行规划的过程中,要始终坚持对称性的原则,防止由于建筑结构受外力的侵蚀而出现伸缩和变形的情况。

3.3 抗震层设计

抗震层位于土木工程建筑的顶部,它能够最大限度地隔離地震能量,提高建筑物的安全性。在实际建筑中,抗震层顶部梁底与基础面要留出0.8m以上的空间,为的是在安装和维护时更加方便。例如,为了更好地发挥抗震层顶部楼板的作用,可以尝试地下室的建造形式,将抗震层放到地下室柱顶或墙顶,并且可以在其上部安置减震器,将地震带来的影响进行转移,从而减少地震对建筑物的损害。

3.4 防震缝设计

在房屋结构的抗震设计上,要充分的重视房屋的防震缝设计。这是一个较为重要的设计环节。设计人员要在设计出去对房屋的总体结构规划进行分析,能够让防震缝来对整个房屋进行较为规则、匀称的结构划分。防震缝的两侧都要预留足够宽度的抗震空间。使处在防震缝两侧的房屋结构能够完全分开。然后,要在建筑物进行有效的外形结构分析基础上,结合实际情况在防震缝两侧设置抗震墙,提升总体结构的抗震性能。

3.5 墙体抗震设计

墙体是房屋的主要承重部分,墙体的抗震性能关系总体房屋结构稳定性。所以,要从房屋的刚性设计上进行墙体的设计考虑,对承重墙进行横纵面的科学规划,增强结构稳定性。设计人员还要从墙体厚度进行抗震考虑。特别是建筑物处在地震频发区时,设计上要进行墙体厚度的增加,并加强对墙体施工材料的选择,尽量确保墙体结构处于较为牢固的一个整体,不会因地震而产生结构性的较大破裂。合理的墙体设计,能够提升房屋结构的抗震能力,同时还能够为人民塑造较为可靠的居住环境,降低地震发生时给人民带来的伤害,确保社会秩序的稳定性[3]。

4 结束语

综上所述,本文主要对建筑结构抗震设计要点进行了详细探究。抗震设计是建筑结构设计中非常关键的一部分内容,将直接影响到其安全稳定及后续建筑物的使用效能。抗震设计需要结合房屋的建设地质及地基构造,从防震缝、结构参数方面加以计算,进行详细的结构性设计优化,确保建筑结构的牢固性。

参考文献

[1] 李鸥.浅议高层混凝土建筑抗震结构设计[J].价值工程,2015,34(9):175-176.

[2] 贺霞.关于建筑抗震结构设计的相关探讨[J].江西建材,2015,6(19):43-43.

[3] 马倩.关于建筑抗震结构设计的优化策略探讨[J].四川水泥,2016,3(8):56-56.

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