田亚文
中国启源工程设计研究院有限公司陕西西安710018
摘要:社会经济快速发展下,建筑行业也取得了很大进步,建筑物作为人们日常生活的基础保障,不管是生活、工作、学习,各方面都离不开建筑的使用。在这种环境下,建筑自身的安全性、稳定性及抗灾害水平显得越发重要。在地震灾害中,建筑物是否能够起到一定的保护效果,关系的人民生命及财产安全。所以,在结构设计时,必须重视建筑物的抗震设计。在设计过程中充分结合建筑所在区域的周围环境与实际情况,保证抗震设计的合理性、科学性,提高建筑工程的整体质量。
关键词:建筑结构;抗震设计;分析
引言
众所周知,地震是危害、影响极大的自然灾害,对于地震灾害,无法做到防止灾害发生,只能采取措施尽可能地减少地震灾害带来的影响及损失。在建筑工程的结构设计中,为了提升结构的稳定性,增强抗震性能,必须要对工程结构的抗震相关因素进行分析,确保抗震设计的科学性、合理性,提升建筑工程结构的安全性与稳定性。
1建筑结构设计中抗震设计的重要性
目前,地震灾害给人们所造成的危害逐渐受到重视,从之前的唐山大地震到近年来的汶川地震,所造成的危害和损失都是极其严重的。地震灾害对建筑物所造成的损害,属于自然灾害的一种,并且具有突发性和不可预测的特点。随着经济的快速发展,城市内部人口数量不断增多,高层建筑不断涌现,一旦发生地震灾害,所造成的各方面损失都是无法估量的。虽然人们对于地震灾害的危害性有了一定的认识,但是受到科技水平的影响,各国对于地震灾害的预测还没有一个较好的方法,无法做好提前预防、提前准备。对于建筑物来讲,做好抗震设计,能够在地震灾害发生时保证建筑物的安全,人们的生命财产也就得到了保障。
2建筑结构设计中的抗震设计要点
2.1建筑结构抗震参数的合理选取和计算
地震灾害是一种常见的自然灾害类型,做好抗震设计工作具有重要意义。通过对近年来地震灾害现象的分析,同一地震等级,对不同地区、不同类型的建筑物,所产生的影响也不尽相同。针对建筑结构的抗震设计标准,结合实际情况,制定科学有效的抗震设计方案,是保证建筑结构抗震效果的有效途径。在建筑物选址过程中,应尽量避开抗震不利地段(如地质构造断裂带、严重液化地带),选择抗震有利地段进行建设。抗震设计时,应选择合理的结构体系,依据规范要求,选择合理的计算参数,并选择适用于建筑物结构体系特点的计算方法,同时应采取相应的抗震构造措施。只有这样,才能确保结构的安全性。
2.2建筑物的高度宽度设计
建筑物高度与宽度的比值,与地震发生时受损程度存在较为密切的联系。在地震发生时,建筑物必然会随之震动。当建筑物自身高度较高、宽度较小时,自身的竖向线刚度较小,会产生较大的位移。所以,必须严格控制建筑物的高宽比,建筑物越高,其宽度也应越大。当受到条件限制,建筑物高宽比难以满足时,应采用更稳定的结构体系,并采取相应的加强措施。
2.3建筑物的结构体系设计
结构设计时,要确保建筑物的规则性和均匀性,选择合理的结构体系。当建筑物不规则、刚度分布不均匀时,在地震发生时,地震作用对建筑物造成的扭转效应较大,结构构件在地震作用下的内力也较大,容易造成结构构件的破坏。同时引起的局部位移也较大。当建筑物平面规则、整体质量和刚度分布都较为均匀时,地震作用对建筑物造成的扭转效应较小,构件内力、位移都较小,可以有效的降低地震发生时对建筑物带来的损伤。在结构体系设计时,还应考虑设置多重防线,避免因某一构件的破坏,导致整个建筑物的破坏。
2.4建筑物的防震缝设计
在建筑物的结构设计时,防震缝设计是其中较为重要的一项内容。具体需要设计人在设计初期就要对防震缝进行合理设置。对平面不规则的建筑,通过设置防震缝,将建筑物分隔为若干个结构单元,使得每一个结构单元平面规则、刚度均匀。对于高差较大的建筑,也应在高差较大部位设置防震缝,避免因两者在地震作用下的水平位移不同而造成的相互影响。在设计防震缝时,其两侧需要留有足够的抗震宽度,确保实现防震缝两侧结构的完全隔离。针对于建筑物的特点进行具体分析,按实际情况来选择在防震缝两侧是否设置抗震墙。
2.5建筑物的抗震墙设计
在建筑结构中,当采用框架-剪力墙或剪力墙结构时,作为重要的受力构件,需要做好墙体设计工作。在具体进行墙体设计时,需要针对建筑物的刚度布置,来确定需要设置墙体的位置、数量,同时还要考虑到布置剪力墙后,是否影响建筑的使用功能。合理对墙体的断面、长度、洞口进行设计,在满足墙体自身强度及稳定的同时,还要考虑墙体对整体刚度的影响,尽量减少整体结构扭转以减少地震作用的影响。当墙体自身尺寸较大,刚度较集中时,往往会造成墙体超筋,此时可在墙上设适当尺寸的结构洞,以减少墙体刚度,相应减少墙体承担的地震作用力,满足配筋要求。
3建筑结构抗震加固措施
3.1增加结构抗震能力的加固方法
增加结构抗震能力的加固方法,是指从建筑内在结构的稳定性出发,通过增强结构自身的强度和整体稳定性,来提高结构的整体抗震能力。常见的增加结构抗震能力的加固方法包括外包加固法、增设构件加固法、增强自身整体性加固法等。外包加固法,是对需要加固的构件,采用外包钢筋混凝土面层或者钢筋水泥砂浆面层,加大其截面,以满足承载力要求;增设构件加固法,是增加部分受力构件,如增设墙体、柱、梁、拉杆、压杆、支撑等,通过对相应部位增加构件,使受力较大的构件所承载的负荷得以分散,从而使结构构件满足承载要求;增强自身整体性加固法,是以提高构件的整体性及刚度,以满足承载力的要求,多用于有缺陷的构件。例如压力灌注水泥浆加固法、压力灌注环氧树脂浆加固法等,通过对建筑结构中现有的缺陷进行修补与完善,使得结构构件的裂缝或缺陷得以修复与加固,通过结构的完整性修复,提升结构的整体承载力与抗震能力。具体采用哪一种加固措施,需要根据计算结果,分析现有建筑的结构体系及受力特点,选取一种或多种加固措施。
3.2减少地震作用的加固方法
减少地震作用的加固方法不再着眼于建筑稳定性的增强,而是转换思路,着眼于减少地震作用对建筑的影响与破坏。常见的减少地震作用的加固方法包括刚性材质加固法、隔震加固法、消能减震加固法、橡胶加固法等。刚性材质加固法,是指利用高强度钢筋混凝土所筑钢管作为刚性材质,高度关联刚性材质与高层建筑,使得高层建筑在应对地震作用时,能够依靠刚性材质减弱振动与摇晃;隔震加固法,是运用铅芯阻尼橡胶支座,延长房屋建筑的自振周期,借助隔震支座的变形减少地震作用对建筑的破坏;消能减震加固法,是采用消能器,对地震下的建筑结构变形进行控制,增大结构阻尼,减少建筑结构在水平方向与竖直方向的摆动;橡胶加固法,是在房屋建筑的外围,采用高强度橡胶作为抗震材料,在地震来临时,能够借助橡胶的缓冲能力,吸收部分地震力,使建筑物承受的地震力减少,以提高建筑的抗震能力,起到加固改造作用。
结束语
综上所述,建筑结构设计中抗震设计是一项非常重要的组成部分,特别是在地震灾害发生时,能够保证建筑物的安全性和稳定性,降低自然灾害带来的损失。在抗震设计的过程中,要选择合适的建设地点、合理选择建筑结构体系、设置多重抗震防线、合理选择建筑结构参数,从多方面入手保证建筑抗震设计的合理性、科学性。由于不同地区所具有的地质结构和灾害现象各不相同,在设计的时候应该结合实际情况,满足地区发展需求,推动我国现代化建设的健康发展。
参考文献:
[1]贾宏宇.抗震结构设计在高层建筑中的应用分析[J].建材与装饰,2018(29):130-131.
[2]宋博伟.建筑结构抗震设计若干问题分析[J].时代农机,2018,45(06):142.
[3]肖丽丽.高层混凝土建筑抗震结构设计[J].住宅与房地产,2018(18):133.
[4]周莉华.建筑结构设计中的安全隐患及提升对策简述[J].建材与装饰,2017(50):89-90.
[5]刘黎明.建筑结构设计中抗震设计探讨[J].绿色环保建材,2017(12):81.