建筑结构抗震设计理念与方法简析

建筑结构抗震设计理念与方法简析

安阳屹恒建筑工程有限公司河南安阳455000

摘要:我国是一个地震灾害频发的国家,人们安全意识的提高,让建筑工程行业不得不优化建筑结构的抗震设计工作。科学技术的快速发展,让建筑结构抗震设计的方法越来越多,结构试验与结构分析活动的开展,积累了大量优化建筑结构抗震设计的方法。本文作者结合自身实践就建筑结构抗震设计的相关内容进行探讨。

关键词:建筑结构;抗震设计;设计理念;设计方法

1现代抗震设计思路及关系

在当前抗震理论下形成的现代抗震设计思路,其主要内容是:①合理选择确定结构屈服水准的地震作用。一般先以一具有统计意义的地面峰值加速度作为该地区地震强弱标志值(即中震的),再以不同的R(地震力降低系数)得到不同的设计用地面运动加速度(即小震的)来进行结构的强度设计,从而确定了结构的屈服水准。②制定有效的抗震措施使结构确实具备设计时采用的R所对应的延性能力。其中主要包括内力调整措施(强柱弱梁、强剪弱弯)和抗震构造措施。现代抗震设计理念是基于对结构非弹性性能的研究上建立起来的,其核心是关系,主要指在不同滞回规律和地面运动特征下,结构的屈服水准与自振周期以及最大非弹性动力反应间的关系。其中R为弹塑性反应地震力降低系数,简称地震力降低系数;而μ为最大非弹性反应位移与屈服位移之比,称为位移延性系数。

2建设抗震设计现存问题

2.1建筑物高度超限

在针对建筑物结构进行设计的时候,要体现出一定的抗震设计理念,这样不仅有利于提高建筑结构自身的抗震性,而且还能够为建筑结构在正常使用过程中的安全性和稳定性提供保障。通过对当前建筑行业的发展现状进行分析,发现近年来我国高层建筑物的数量越来越多。虽然我国在针对钢筋混凝土结构技术的建筑物提出了相对应的高度要求,但是很多开发商由于各种因素的影响,并没有真正有效的落实这一规定要求,仍然在大力开发和建設高层建筑。由于高层建筑本身的层数比较高,所以在施工时,需要使用到的工艺手段和施工技术具有一定的复杂性。如果地震灾害突然生,这些高层建筑根本没有可以抵抗地震灾害的能力,同时还会在剧烈晃动之后,出现严重的变形等现象,甚至严重的时候,还会直接出现严重的坍塌现象。除此之外,高层建筑物在受到地震灾害影响之后,特别是在后期的使用过程中,其抗震性能将会被严重的缩减,这样不仅会导致刚度等很多特征都发生了非常大的变化,而且还会导致建筑结构的质量受到影响,进而影响到结构的稳定性和安全性。

2.2建设位置缺乏合理性

在针对建筑结构抗震情况进行分析的时候,发现当前很多建筑物在规划和设计过程中,仍然存在很多问题,这些问题不仅会直接影响到建筑结构的抗震效果,而且还会导致建筑物自身的结构质量受到影响。导致这一现象出现的根本原因之一就是在针对建筑物进行建设的时候,建设位置缺乏科学性和合理性。现如今,我国人口数量众多,人均土地面积正在不断减小,在这种背景下,开发商为了实现自己经济效益的增长,在针对建设用地进行选择的时候,并没有对建筑物的地理位置进行客观的分析和调查,只是单纯对有价值的土地进行开发。众所周知,高层建筑物本身具有一定的特殊性,所以在建设过程中,需要提前对建设地址进行合理的选择。建设用地应当具有良好的平坦性特征,同时土体还要具有一定的均匀性和坚实性,这样才能够尽可能规避一些风险。

3建筑抗震设计理念和具体方法

3.1对建筑位置进行合理的选择

在针对建筑物进行规划和具体建设的时候,建筑位置具有非常重要的影响和作用,很多自然灾害的发生,其实都会不同程度与建筑用地产生影响。特别是地震灾害具有无法预测的特征,只有提前做好一系列的预防措施,才能够在地震来袭的时候,避免出现更严重的损失。地震的不可控制性、不可预测性的特征,会导致地震灾害一旦出现,将会直接造成非常严重的后果。在这种背景下,要对建筑物的建设位置进行科学合理的选择,这样可以从地理位置上,尽可能降低地震带来的影响。地震一旦发生,会导致建筑物出现严重的位移现象,由于建筑物自身的结构、所处位置的土体等这些因素之间具有明显的差异性,所以受到地震灾害影响的程度也具有明显的不同。在这种背景下,要结合实际情况,选择符合建筑物实际要求的土体,否则不仅会直接导致建筑物自身的结构受到严重破坏影响,而且严重的情况下,还会直接导致整个建筑物出现严重的坍塌现象。所以在针对建设项目进行选址的时候,要选择一些具有比较良好缓冲地震的位置,同时还要与周围环境、地质地貌等这些客观因素进行综合考虑。这样不仅能够从根本上避免地震带来的严重危害影响,而且还能够促使建筑结构自身的质量可以得到有效提升。

3.2对建筑体系进行科学合理的选择和利用

在针对现代建筑结构进行抗震设计的时候,要结合实际情况,积极采取有针对性的措施,同时还要与一些先进的抗震设计理念和设计方法进行有效结合。这样不仅能够从根本上促使建筑抗震设计的有效性,而且还能够保证结构的稳定性和安全性。在具体设计过程中,要尽可能保证建筑结构自身具有良好的协调性。在对其进行抗震设计的时候,要避免出现“以偏概全”的问题,特别是在整个设计过程中,要保证对重力、能力等各项功能进行科学合理的分配。这样不仅能够将结构的作用充分发挥出来,而且一旦在遇到地震灾害的时候,也可以通过整体的承受力来缓冲地震的巨大影响。由此可以看出,在针对建筑结构进行抗震设计的时候,要尽可能保证各个环节相互之间的连接具有有效性,同时一旦其中任何一个部位出现严重的损坏现象,就必须要结合实际情况,尽可能对建筑的整体稳定性提供有效保障。

4高层建筑结构设计中抗震概念设计的具体应用

(一)运用适合的建筑抗震结构体系。建筑物不同,设计的方向也不同,所应用到的抗震结构和体系,也需要根据建筑物的类型来设计。现在建筑物中一般应用到的混凝土结构体系,包含多种结构,主要有:筒体结构、框剪结构、剪力墙结构等。为了能够保证和加强建筑的安全,不同的建筑物,应当运用相适应的抗震结构体系。结构工程人员应当结合建筑的抗震设防烈度、场地条件、功能需求等因素,充分进行考虑之后才能确定最为合适的结构体系。

(二)合理选择地基基础。建筑物在选择建筑场地的时候,应当尽可能选择对抗震有利的地方,如果无法避免的情况下,就需要做好建筑物的防震措施。在对建筑物建设的时候,一定要做好地基的处理工作,为了确定地基处理方法,要根据地质勘探的相关资料,选择判断持力层。建筑物的基础抗震设计中,要根据实际场地以及地基的具体情况,加以判断,将抗震性能良好的地基基础放在优先考虑的范围中。

(三)合理选择建筑结构尺寸。在对建筑抗震进行设计的时候,建筑物的外形还有结构尺寸,对建筑抗震能力有很大的影响。抗震性需要在平面设计中进行考虑,以提高建筑物的抗震性能为基础,不断优化设计方案。在设计中,平面布置一定要规则规范,结构在进行竖向布置中,对外挑和收进要格外注意,选择合适的布置,刚度要遵循下大上小的原则,使得变化均匀。

结语

在针对建筑结构进行抗震设计的时候,要尽可能与一些先进的设计理念、设计方法进行有效结合,这样不仅有利于发挥出良好的抗震效果,而且还能够从根本上促使建筑结构在实际应用过程中的安全性和稳定性得到有效提升。在保证可以有效应对地震灾害的基础上,可以尽可能避免受到地震灾害带来的严重损失和影响,为现代人提供一个良好的居住环境。

参考文献

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[2]曾勇.建筑设计在建筑抗震设计中的重要作用[J].中国高新区,2017(19):163.

[3]范立础,卓卫东.桥梁延性抗震设计[M].北京:人民交通出版社,2017.

[4]王丹.浅析高层建筑结构抗震设计[J].消费导刊,2018,(11).

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