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摘要:建筑工程结构的抗震设计属于结构设计中的概念设计,由于地震灾害的爆发具有不确定性和随机性,建筑工程结构的抗震设计合适与否,在概念设计中可以清晰地表达。而在抗震设计中,需要在工程结构设计中正确掌握地震灾害的能量输入、建筑结构的类型、结构体系和刚度分布等方面,这样可以从根本上消除建筑工程结构中抗震较薄弱的环节。文章重点就建筑工程结构设计中抗震设计要点进行研究分析,以供参考和借鉴。
关键词:建筑工程;结构设计;抗震设计;要点
引言
由于地震具有随机性和复杂性,每次地震所产生的波形各异,因而其对建筑物的作用各不相同,所产生的破坏程度也千差万别。作为结构工程师来说,必须使这一理念贯穿于结构设计的整个过程当中,既要严格把握好设计的原则,又要全面考虑诸多因素,最终才能保证设计的科学性和严谨性,为社会创造更多精品工程。
1建筑工程结构设计中抗震设计概述
1.1建筑抗震设计工作的目的
建筑抗震设计工作是希望可以在结构设计的时候,将抗震因素考虑进去,使得建筑保持安全、稳固的状态。从本质上来讲,抗震性设计是建筑安全质量设计的重要内容,也是基础性内容,应该高度重视此项工作的开展。
1.2地质灾害对于建筑结构的影响
从地质灾害对于建筑结构的影响来看,我们可以更加深刻的去了解建筑结构的缺陷,更加有针对性的去开展建筑结构抗震设计工作。具体而言,地质灾害对于建筑的毁灭特点主要归结为以下几个方面:第一,不规则建筑的破坏程度更高,尤其是那种竖向不规则的建筑,很容易出现竖向质量和刚度的突变,造成的毁灭性打击更加严重;第二,建筑结构设计中强梁弱柱的房屋,更加容易被损害,因为其主筋搭接方式不符合要求,梁柱间的节点没有进行有效设置,从而使得节点区域受到破坏;第三,框架结构中楼梯间和填充墙最容易被破坏;第四,装配式楼盖破坏比较严重,很容易出现楼板塌落的情况,从而难以起到保护作用。
2建筑工程结构设计中抗震设计原则
2.1建筑结构构件的性能
在进行建筑设计时,承载力、稳定性等建筑结构构件是抗震设计考虑范围内的重点内容,其中应遵循强柱弱梁、强节点弱等结构构件的基本原则,对于构件的薄弱部位进行重点的抗震能力设计。
2.2抗震防线的布设点设计
延性设计是抗震设计中的重要组成部分,延性良好的体系进行组合形成抗震的整体结构,为更好的实现抗震设计需要延性良好构件之间的协作。在建筑结构设计时应尽量多布设抗震防线,预防余震的发生。
2.3建筑结构构件的强弱关系
在进行建筑结构设计时应注意构件间的强弱关系,在抗震设计的过程中若出现一部分较强情况,则必定存在其薄弱的地方,强弱两者间必须正确处理。
2.4强调建筑物的平面布置规则性
在实际的建筑结构抗震设计中,除上述两个需特别注重的问题,建筑物的平面布置要遵循规则性原则,这也是抗震设计工作中非常重要的要素之一。在设计过程中尽量保证方案的规则性,可以有效的提高整体工作效率,达到预定的设计效果。
3建筑工程结构设计中抗震设计要点
3.1选择合适的建筑结构体系
要确保建筑物各部分能维持整体性协调,最为重要的就是要选择适合的建筑结构体系,因此在进行建筑结构抗震概念设计过程中,一定要让所设计的建筑物的结构体系同时满足这两大条件,即稳定与合适。对于一个科学合理的建筑结构体系而言启不仅可以有效满足变形的要求,同时还可以有效抵抗冲击力的要求。建筑物要具备一定的刚度,这样才能对自身的荷载起到一定的承受作用,从而有效避免变形的出现。此外,在发生地震时,才有可能对巨大的地震力起到有效缓冲作用,达到有效避免局部受损的良好效果。因此,在选择建筑工程物结构体系时,既要注意建筑物传力途径的明确性,同时又要注意受力计算的明确性,尽可能在建筑结构体系中不使用转换层,这样在发生地震时可以有效避免建筑工程物倾斜或局部受损等现象的出现。
3.2建筑形体及构件布置的规则性
水平不规则的主要类型有扭转不规则、凹凸不规则、楼板局部不连续,具体可以体现到对结构分析软件的计算结果的分析判断,如扭转不规则,体现在位移比不宜大于1.2且不应大于1.5,周期比对于A级高度建筑不应大于0.90;竖向刚度不规则的主要类型有侧向刚度不规则、抗侧力构件不连续、楼层承载力突变等。如设计结果不满足,设计人员应对模型重新进行分析,调整梁柱布置及截而,尽量做到使结构规则。如确实满足不了,则应对薄弱部位进行重点加强。如平面规则而竖向不规则的建筑,刚度小的楼层的地震剪力,规范要求乘以不小于1.15的增大系数。
3.3选择高质量的建筑结构材料
实践表明,建筑结构抗震性能除了会受到建筑结构体系、抗震防线及建筑施工方案等因素的影响之外,在多数情况下还对建筑工程的施工材料产生极大地影响。通常而言,建筑材料强度、建筑材料刚度对建筑工程结构的抗震性能会产生很大的影响,而且还会受到来自建筑材料连续性及建筑材料均衡性的影响,所以在选取建筑结构材料过程中,一定要对建筑工程施工材料的延伸性和刚度进行仔细和认真考查,同时最大限度与建筑结构体系相符合,这样建筑施工材料能得到确保。此外,对于建筑施工材料的经济性能也要予以足够的重视,以便能最充分的发挥建筑施工材料经济性能,从而达到建筑工程的整体性能与单个性能的最佳配合。
3.4混凝土建筑构造上必须保证延性
经历过一些地震灾害的影响之后,钢筋混凝土建筑想要有效保证其建筑抗震能力,在进行抗震设计的时候就必须保证建筑物在地震环境中有足够承载能力。由于地震的影响,建筑物结构就会进入塑形阶段,非常容易产生变形。针对上述钢筋混凝土的结构特点,为了能够更好地进行抗震,处于地震多发带的钢筋混凝土建筑结构,一定要按照延性框架结构进行设计。在建筑物设计过程中,必须要首先保证建筑物薄弱区域的承受能力以及强度方面的质量,只有这样才能够有效保证整个建筑物的强度。另外,增加建筑结构的延展性也能够有效提高建筑物的抗变形能力,将地震的破坏性降到最低,有效提高建筑物的抗震能力。
3.5提高抗震设计等级
近几年一些地震灾害频频出现,给我国造成了巨大的经济损失。研究表明,以地震灾害分析50年为一个分析周期,而小震的重现世间为50年,小震灾害已经超过抗震设计安全烈度的概率为62%;中型地震的重现世间为475年,中震灾害已经超过抗震设计安全烈度的概率为10%;大型地震的重现世间为2000年,大震灾害已经超过抗震设计安全烈度的概率为2%。因此,一些建筑结构设计专家指出,我国地震多发地带应该及时提高建筑结构的抗震等级,严格控制建筑结构的抗震设计,确保建筑结构的抗震稳定性。
结束语
综上所述,随着我国社会主义现代化建设和城市化进程的不断向前推进,建设用地日趋紧张,促使建筑功能越来越多样化,高层建筑得的发展是大势所趋。在未来建筑施工中,要保证建筑结构抗震的高效和完善,今后在建筑设计施工中,需要遵循相关规范的要求,严格按照设计的原则进行,对建筑结构抗震进行科学合理的设计,保证建筑物具有可靠的抗震性能。
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