建筑结构设计中的抗震设计

(整期优先)网络出版时间:2019-12-17
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建筑结构设计中的抗震设计

陶健

辽宁省建筑设计研究院有限责任公司 辽宁 沈阳 110005

摘要:近年来,我国地震灾害频繁发生,严重威胁着人民的生命财产安全,因此建筑物的抗震设计备受关注。在建筑结构设计过程中,设计人员应充分考虑地震灾害的影响,全面加强抗震设计,从根本上保证结构的稳定性和可靠性,尽量减少地震造成的损失。

关键词:建筑结构;设计;抗震设计

导言:在建筑结构的实际设计中,抗震设计是非常重要部分,在现阶段的建筑设计中抗震设计受到广泛关注,建筑是否具备足够的抗震能力,也是人们在建筑使用方面非常重视的,抗震设计要从长远的方面进行考虑,在更新设计理念时,许多地区的抗震设计没有及时更新,不能跟上时代潮流。这是因为抗震设计没有与产业发展相结合。此外,抗震设计也没有跟上时代的潮流。国际上许多抗震设计经验尚未及时介绍。

1 概念设计的概念与应用原则

1.1 概念设计的应用原则

在建筑物结构设计中,概念设计的应用主要体现在以下几方面。

简单性原则在建筑工程结构设计中,概念设计应最大限度地优化建筑物的结构,并根据业主的要求改善建筑物的功能,使其达到最终的设计标准,如建筑物的受力结构、位移,等应按照简单的原则进行调整。

整体性原则在工程项目中应用概念设计需要整体性原则的支持,这是因为整个建筑物在结构上是一个整体,并在了解建筑物结构的惯性力传递特征的基础上,对整体的抗侧力水平进行识别,确保建筑在地震等恶劣自然灾害下保持较高的稳定性。

1.2概念设计的定义

所谓概念设计,就是要在设计过程中可以选择数据分析的模式,并对用户的需求进行识别,最终形成一个概念性较强的产品。在概念设计中,其中的关键,就是要将用户的需求过渡到产品设计中,通过这种从“抽象→具体”的变化过程,在最大程度上保证设计质量,并且设计人员在工作中也可以选择最理想的设计方案,保证工作效率。建筑结构设计的核心内容是确定结构方案,概念设计在确定结构设计方案中起着关键作用。是结构工程师在特定的建筑空间中,以整体的概念完成整体的结构方案,并积极自觉地处理构件与结构的关系。

一般情况下,在概念设计过程中,需要设计人员充分了解概念设计的特征,并将其作为设计依据,确保设计的结构可以满足建筑物的功能需求。

2建筑抗震设计中需要注意的重点问题

2.1 平面布置设计问题

建筑平面设计对提高建筑物的结构质量有着重要的影响。首先,科学合理的建筑布局,提高了建筑结构的功能和建筑的实用性能。其次,平面布置设计与梁、板、柱的合理使用密切相关,可以提高建筑物的承载力。因此,它对建筑物的性能、安全性和稳定性有着重要的影响。例如在电梯井的布置过程中,建筑设计工作人员需要在建筑物的刚度、空间结构的优化性和美化度方面进行相应的设计工作,如果将电梯井放在角落位置就是一种较为不合理的方式,因为在地震作用力影响下,抗侧应力的作用会使建筑电梯井部位率先发生损坏,存在着安全隐患。建筑物墙体的设计工作,要优化承重墙的位置设计,以免出现应力不均匀的现象,降低其稳定性。在建筑物的力传导过程中,因为对于内隔墙对齐并不重视的原因和对空间使用的要求提升,就使得建筑物的力传递受阻,在力冲击作用下的稳定度就会大大降低。因此,在建筑物平面设计中,结构是其考虑的第一要素,为此,要增强其刚度分布的均匀性,减轻扭转力的影响。

2.2体型设计问题

在建筑结构设计中,为了提高其抗震效果,必须对建筑的外部形式进行更好的规划和设计,使其空间结构和平面结构更加合理。通过对地震中受损建筑物的研究,发现由于地震波和不规则破坏力的影响,不规则建筑物更容易在地震中受损。以汶川地震为例,结构简单的建筑物的震害率明显低于结构复杂的建筑物。不规则建筑的空间复杂性高,地震波动的散失就会受到一定干扰,在地震波的影响下,建筑物的不同位置出现不同级别的晃动,内部构件容易出现错位、松动现象,一旦超过了建筑物的承载能力就会造成坍塌。较为规则的建筑物在地震波带来晃动时,由于其稳定性和规则性,在整体振动过程能量容易散失,损害率就大大降低。因此,建筑设计在保证其使用功能不受影响的情况下,要简化建筑物的平面和空间结构,采用较为常见的圆形、矩形等方式的设计,保证建筑物受力的均匀与稳定。

3运用先进设计理念进行抗震设计的基本要点

3.1 建筑结构的抗震设计要合理选择结构材料

在建筑结构的抗震设计中,设计人员应合理选择建筑材料。在地震发生时,建筑结构的自重会加大其倾覆力矩,会对建筑结构的安全性和稳定性造成严重的影响,因此,在保证建筑结构质量安全的基础上,尽量选择强度以及延伸性比较好,且质量相对较轻的建筑材料,以降低建筑结构的自重。另外,要充分考虑建筑材料的均匀性,连接构件的连续性好,才能有效地提高建筑结构的抗震性能。

3.2 建筑结构形式的选择要科学合理

在目前的建筑结构设计中,钢筋混凝土结构是比较常用的结构类型,其具有较好的整体性、延伸性和经济性,然而一旦遭遇持续性地震作用的影响时,钢筋混凝土结构会在地震荷载的持续作用下出现刚度下降的情况,并造成开裂等问题的出现,严重影响建筑结构的抗震能力,虽然新型钢筋混凝土结构的施工简单易行,然而其在形变以及强度等方面还存在一定的缺陷。此外,钢结构虽然具有较好的抗震能力,但是其成本造价相对较高。因此,设计人员应综合分析建设工程施工场地的具体地质特征、地震烈度等级、工程投资成本等因素,合理选择建筑工程结构类型,保证建筑结构的抗震性能,提高抗震结构设计的经济性。

3.3建筑结构的抗震设计要合理选择建筑基址

建筑结构的抗震设计首先要合理选择建筑工程的基址。在选址时应尽量选择地质结构比较稳定且地势平坦开阔的区域。同时,应根据建筑结构的设计载荷要求对该区域的土壤密度以及硬度等指标参数进行检测,以确保其基础的稳定性以及承载能力能够达到设计要求。在选择施工场地时,应尽量避免在地震破碎带、河岸边带和采空区进行工程施工。如果由于客观条件需要在软弱地基上进行工程施工,设计人员应根据地基的地质特征采取相应的加固处理方法来提高地基的承载性能。

3.4建筑结构的抗震设计要采用先进的设计手段

在进行建筑结构的抗震设计时,设计人员应积极利用先进的计算机系统以及相关的数据处理软件,只有对建筑结构抗震设计方案进行建模和分析,才能更准确地模拟和分析建筑结构在荷载作用下的变形和实际应力,从而优化建筑结构抗震设计方案,提高建筑结构抗震设计的水平和质量。

3.5建筑结构的抗震设计要综合运用多种抗震技术手段

在抗震结构合计中,设计人员应合理采用多种抗震手段,通过多重抗震防线的设计来提高建筑的抗震性能。例如,可以采用悬挂隔震结构来进行建筑结构的设计,这样,通过对建筑结构中大部分构件的悬挂,减少地震波引起的能量传递,从而提高建筑结构的稳定性,增加建筑工程使用者的逃生时间和机会。

结束语

总之,在新时期,随着建筑业的快速发展,建筑工程的抗震设计受到了广泛的关注。在结构设计过程中,结构设计人员应合理选择结构设计方法,加强非结构构件的抗震设计,密切关注结构和基础的抗震性能设计,提高建筑结构整体的抗震效果。此外,设计人员需要从建筑工程所处的区域出发,设置多重抗震防线,强化结构减震支撑设计,促进建筑工程结构设计水平的提高,以此来使建筑工程整体稳定和安全。

参考文献

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