试论中国建筑结构抗震设计方法发展及若干问题
2018-10-21姚万福
姚万福
摘要:随着我国经济的快速发展,科学技术的不断进步,建筑设计所呈现出的多样化和高水平化对建筑设计师的要求越来越高,建筑抗震性能良好的设计应是建筑设计与结构设计的完美结合,所以作为现代建筑结构设计师掌握扎实的建筑理论知识的基础上借助结构抗震概念设计不断创新,满足社会日益提高的建筑结构要求。本文对建筑结构抗震设计问题进行探讨,希望对相关从业人员有借鉴作用。
关键词:建筑结构;抗震设计;问题;分析
一、影响建筑物抗震效果的因素分析
1.建筑物自身的结构设计
建筑物结构设计时影响建筑物抗震效果的重要因素,建筑物要达到预期的抗震效果,需要进行合理的抗震设计,提高其抗震性能,当出现地震灾害的时候,应尽可能的保障建筑物的稳定,建筑物本身的平面布置较为复杂,内部的质心和刚心无法保持一致,当出现地震的时候,容易加强地震的破坏性,对此需要在建筑物的平面结构设计中保障质心和刚心一致,提高建筑物结构的抗震能力。在建筑结构设计的时候,降低出屋面的建筑部分比例,对于设计的不规则的建筑结构,需要设计抗震墙。
2.建筑物所处地质环境情况
在地震中,对建筑物造成破坏的因素很多,如岩层的断裂、山体崩塌和地表滑坡等地表运动对建筑物造成的破坏,建筑物在面对这些破坏的诸多因素中,一些问题可以进行优化,提高建筑的质量。所以在对施工地点进行选择的时候,应对当地的地质情况进行详尽地勘探,并对地形和地质条件进行分析,尽可能的避开不利的地段。
3.建筑结构建造材料和施工过程
建筑材料和施工过程时影响抗震抗震效果的重要因素,但是这一因素很少受到人们的重视,设计人员在设计的时候,需要明确地震对建筑物的破坏与建筑物本身的质量成正比,在发生地震的时候,建筑物材料越好,受地震的影响越小,在进行建筑施工的时候,建筑的结构和所使用的建筑材料会对其质量造成很大的影响,工作人员在具体的 施工中应对施工的全过程加强监管,对其建筑材料进行严格的把关,优化建筑结构,提高建筑的质量和抗震效果。
二、建筑结构设计中的抗震设计
1.建筑选址
想要提高建筑结构的抗震性能,首先要合理选择建筑场地,做好建筑施工地基工程。设计人员必须要对施工现场的地质条件进行实地勘察,还要掌握当地的地震活动情况,要查阅相关地质资料,对建筑选址的合理性作出综合评价,应该尽量选址在开阔地或坚硬土质的地段;务必要避开松弱土和液化土,也不要在河岸边进行选址,这些区域的地质都较为不均匀,容易对建筑工程质量造成影响;而且同一单元的结构尽量不要在不同土质的区域进行建造,要避免天然地基和桩基结合使用的情况出现,尤其是土质较差时,务必要做好基础施工工作,确保建筑选择的科学性。
2.合理的平立面布置
建筑物的建筑和结构布局是否合理,直接影响着建筑物抗震性能的高低,必须要坚持建筑布局简单,结构布局抗震的原则,要结合当地的实际情况来设计。设计人员要确保建筑物的平、立面布局对称,要能实现建筑物质量和刚度的提升,同时对于一些薄弱部位,必须要有针对性地采取一些抗震构造措施,要准确计算地震作用水平,还要对建筑物的高度比和宽度比进行精确计算,从而确保建筑物平立面布置的合理性。
3.防震缝的处理
对于建筑结构不合理的房屋建筑,要在合适的位置设置防震缝。在设置防震缝时,要将房屋建筑分割成相互独立的单元结构,在防震缝的两侧留出足够的宽度,防震缝的上部结构应该完全分开。
4.墙体的设计分布
在建筑的内部设计中,受到地震活动影响最大的结构构件是墙体。墙体在地震的时候是非常容易产生裂缝,甚至倒塌,所以要对纵、横墙进行合理的设计。在对建筑结构进行设计规划的同时,要做到横向墙体和纵向墙体的均匀分布,共同承担整个建筑的重量。建筑的刚度主要是由墙体的承重力和数量决定的,如果墙体数量较少,各墙之间为了分离建筑的内部空间就会间隔较大,建筑的刚度就会比较小,抗震能力也相对较低,所以墙体数量和位置的分布,对提高建筑抗震设计的整体水平有着重要的意义。
5.屋顶的抗震设计
房屋建筑的质量越小,结构的稳定性也相对较强,受到地震影响时受到的损失就越小,建筑的安全性就越高。为了减少建筑在地震时受到的损伤,设计建造时就要把建筑结构的各部分做得轻一点。要使建筑结构的各部分结构变轻,主要是指墙体和屋盖的质量。如果墙体的重量过大,建筑物的抗震性能就会降低很多,地震发生时,厚重的墙体就会对建筑物的内部造成巨大破坏。所以设计时应该对墙体的结构材质做出明确规定。在屋盖的建造上,应该尽量减少高度、增加牢固性并使用质量较轻的材料来建造。换言之,在屋盖的设计建造时要选择质量较轻的材料,并且尽量不要在屋顶上方增加其他结构,那样相当于增加了房屋的高度和重量,使得建筑物的高宽比的比例增大,影响建筑的抗震性能。
6.抗震结构的选择
建筑物在设计之初就要以《建筑抗震设防标准》为基础来确定建筑的抗震设计。建筑在抗震设计的结构选择时,不仅要考虑地震对建筑物的影响,还要降低对周围环境影响,建筑物主体材料选用钢筋混凝土建造,地下室则采用嵌固端的技术,可以极大地增加建筑物的抗震能力,为了降低建筑物本身的重量,推荐使用钢结构的框架来进行建筑构造。
7.建筑抗震的加固
工程抗震设计要求是建筑物地基抗震设计工作进行的前提提,因此相关人员务必要做好抗震设计施工前的准备工作;做好对建筑物关键部位的抗震装置安装工作好对建筑物关键部位的抗震装置安装工作。另外,对竣工后的建筑物进行抗震加固时的建筑物进行抗震加固时,应采用加设阻尼的方法,对建筑物的结构重新设置消能减震装置的结构重新设置消能减震装置。消能减震装置不仅可以在建筑的上部结构当中使用也可以在建筑物的各个部位使用以在建筑物的各个部位使用,在建筑物的隔震夹层当中也可以使用以使用,所以消能减震装置在高层建筑结构和钢结构当中的应用是非常广泛的应用是非常广泛的。
三、建筑结构抗震设计需要注意的事项
要想设计出抗震性能较高的房屋建筑要想设计出抗震性能较高的房屋建筑,相关人员在建筑实际设计时首先要做好以下几点实际设计时首先要做好以下几点:(1)务必要保证建筑物在布局設计上的科学性与合理性务必要保证建筑物在布局设计上的科学性与合理性,保证主要受力物所处的受力点在同一个水平面上保证主要受力物所处的受力点在同一个水平面上,保证受力物能够承受住来自地表的压力物能够承受住来自地表的压力,从而削减地震冲力对建筑物的影响的影响。(2)建立一个完善的抗震体系建立一个完善的抗震体系,在建筑物当中设计抗震防线线,以此来消减地震所产生的压力。另外,在进行抗震防线设计时要根据地震的不同等级来设计计时要根据地震的不同等级来设计,在地震发生时人们就可以依仗防线来保障自身的安全了以依仗防线来保障自身的安全了。(3)在对建筑物的房梁在对建筑物的房梁、墙体和房柱等节点部分采取对应的抗震等级设计时应根据地震的等级不同来进行设计的抗震等级设计时应根据地震的等级不同来进行设计,以此来确保建筑物内部混凝土的钢筋结构不会在地震的冲击下受到严重的影响到严重的影响。
结语
经过多年来对建筑结构中抗震设计的研究,我国的抗震设计方法已经逐渐趋于成熟,但是还有许多需要完善的地方。我们要在严格按照建筑抗震规范要求的基础上上,科学地合理地进行建筑抗震设计,保证建筑物的稳定性和可靠性,促进我国建筑结构抗震设计向着高水平方向发展。
参考文献:
[1]方小丹,魏琏.关于建筑结构抗震设计若干问题的讨论[J].建筑结构学报,2011,(12).
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[3]杨甲奇.关于建筑结构抗震设计若干问题的探讨[J].建筑工程,2014,(2).