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摘要:近年来,我国的建筑行业有了很大进展,在建筑工程中,结构设计是非常重要的一项内容。建筑结构设计是关乎整个建筑质量的关键所在,科学合理的建筑设计能够提升建筑基础质量,并延长其使用寿命,因此与人们工作、生活、娱乐、出行等息息相关的相关建筑工程质量就成为人们越来越关注的对象。伴随近年来生态环境的逐渐恶化,自然灾害的发生频率越来越高,与之而来的是对建筑结构的伤害,尤其是地震带来的危害,因此本文将以抗震设计为建筑结构重点,寻求有效的设计方法为人们的日常生活加强安全保障。
关键词:建筑结构;抗震设计;功能性
引言
当代建筑设计水平不断提升,建筑工程规模日益扩大,越来越多的高层建筑节次鳞比地林立在城乡。对于建筑物来说,建筑结构起到了非常重要的支撑作用,其设计水平对于建筑物安全与寿命具有直接的影响。为了更好地提升建筑物性能,在建筑设计环节,必须要强化建筑结构抗震设计,从而提高建筑结构的安全性。
1建筑结构抗震设计时遵循的原则
抗震设计时需要对建筑结构水平荷载进行充分考虑,控制结构内力避免发生形变,抗震单元布局规范,保持良好的整体性。独立的抗震单元避免凹角或较长颈缩位置集中承受应力,电梯间及楼梯避免安放在凹角或端部,沿建筑高度均匀连续分布,在发生地震时,住宅不会因为刚性和弹塑性而发生较大形变,增强建筑整体稳定性。建筑的刚性应当适宜,一般大地震后都有余震,过大的刚性可能导致建筑无法承受余震的破坏,刚性过小在余震作用下的损害会难以修复。设计时对建筑结构的承载力、刚性、延伸性、整体性进行多方衡量,尽可能设置多重抗震防护结构,以确保建筑良好的抗震性能。
2建筑结构抗震设计存在的问题
2.1明确建筑结构抗震设计概念的问题
在对建筑结构的抗震进行设计的过程中,需要秉承的原则就是大震不倒(指连续倒塌)、中震可修、小震不裂。发生地震的自然灾害所产生的破坏能量是不可估量的,及时在设计时使用了非常厚的钢筋混凝土墙,也会使得墙体吸收大量的地震产生的能量,使得整个结构更加容易受到损伤,这种形式走不通,就需要对建筑物进行大面积的位移变形从而抵消相对的能量,但是这种方法不利于人们的生活,这就需要我们实际的对建筑结构进行严格的分析,从而对建筑的关键部分进行人工的干预抗震的设计,将地震薄弱的位置进行不断的加强,从而使得建筑物整体结构的抗震能力进行加强。
2.2建筑选址问题
我国方圆辽阔,但是人口数量大,人均占地面积有限,适宜建造建筑的位置并不多,开发商在建筑选址时往往对地理位置的考虑并不周全。建筑应选在地质稳固、周边开阔的区域,地基坚实,位置平坦,尽量减小地震时建筑的沉降量。避免选址在河流、山坡附近,这种地质较软,抗震能力差,同时还要考虑泥石流等其他可能发生的自然灾害。建筑场地土质坚硬,覆盖层薄,在发生地震灾害时,对建筑损害较小,在选址时要充分考察土质情况和覆盖厚度,尽可能避免在板块衔接区域或地震活跃地带建造工程项目。
2.3平面布置设计问题
在建筑结构设计中,平面布置的合理性对于提高建筑结构质量有着重要作用。首先,平面布置设计的合理性能够加强建筑结构功能划分的准确性和有效性,确保建筑的实用性;其次,平面布置设计是进行建筑结构中梁、板、柱等合理布置的基础内容,其对于提高建筑的承载能力及强度有着直接影响。所以在平面布置设计时,要结合建筑结构的功能要求,合理规划内部空间效果,确保空间内各结构之间连接的坚固性,这样在地震发生时,才能更好的降低地震波对空间结构带来的影响,保证结构的稳定性,减少损失和危险的生成。例如,在建筑物电梯井的布置时,很多设计人员会忽略电梯井对于建筑结构刚度的影响,一味的追求结构空间上的优化和美化效果,将电梯井设置在建筑的角落位置中,这使得地震发生时,电梯井因为较强的抗侧力刚度使得整体建筑受到较大破损,造成了严重的经济损失。在建筑墙体设计时,也由于对墙体自身刚度和承载能力考虑的不充分,出现墙体受力不均匀的情况,在地震发生时,受到扭转作用的影响,导致建筑墙体结构出现变形、扭曲等问题,大大降低了建筑的稳固性。
3改善建筑结构抗震性能的措施
3.1深入勘察地质条件,选择适宜的建筑场地
建筑场地的选择是前提,对拟选区域进行深入的地质勘查,综合评判该区域的稳定性,使施工过程更加顺畅,降低施工难度。选择场地使要充分调查,参考该区域是否发生过地震灾害,如果发生过就要了解灾害情况,避免在断裂带附近建造工程项目。尽可能选择平坦开阔的区域,一方面有助于开展后期施工,另一方面可以避免发生地震灾害时建筑物和周边事物相互间的破坏。对于软土地基要选择切实可行的加固方案来改善地基条件,防止建筑沉降坍塌。
3.2选择地理位置
地震之所以能造成较大的破坏性是由于其产生于地壳运动,板块之间碰撞挤压使地面产生振动或裂缝,从而破坏地表建筑物。因此,设计及施工时都需要选择建筑的地理位置,以恰当的地理位置来降低建筑受到破坏的可能性。选取地理位置时应考虑以下方面:(1)进行环境地质考察及动态监测,寻求地质环境稳定且地质坚硬的位置,提高地面承载能力,从源头上减轻地震的带来的危害;(2)选择地势平坦、周围广阔的场地作为建筑位置,既能够提高建筑物的稳定性,又能在地震发生时为室内人员提供更多的逃生机遇,对地震造成的破坏起到一定的防范作用。
3.3科学制定抗震结构方案
建筑物的抗震结构方案科学与否,对于建筑物的安全性、经济性影响也不可忽视,建筑结构设计师要结合实际情况进行综合考虑与科学确定。建筑物的抗震结构方案需要根据计算简图及地震作用特点给出,应设置多道抗震防线,这样可以有效防止因建筑物部分结构或构件遭到地震破坏,而影响到整体建筑物的安全,导致建筑物整个结构丧失抗震能力。同时,还要考虑抗震承载力,保证建筑能将地震能量进行良好的消释或缓解。另外,还要对建筑物的刚度和场地状况进行综合考虑,如果建筑物自振周期分析结果,与地基土的自震周期相同,就会因共振作用而加强破坏力度,使得建筑物的遭受的破坏更大。因此,设计建筑结构时,必须要充分考虑这一点。建筑基础的深度要满足相关的要求,如果建筑层数比较多,必须要设置地下室,并对软弱地基进行处理。
3.4选择符合抗震设计要求的建筑材料
抗震性能要求高的建筑对材料进行严格的筛选,全面了解所需材料的参数,深入分析其抗震性能。非结构性材料在满足轻度要求的情况下,尽可能挑选质地轻的材料,降低结构自重,当地震灾害发生时能够起到减震作用。
结束语
综上所述,随着现代化城市空间利用率的不断提高,高楼层建筑的应用将会越来越多,而生态环境的恶化及其他可能发生的强震事故都会对高楼层建筑形成极大的安全威胁。在提倡保护生态环境的基础上更要做好自我保护,利用技术手段进行建筑抗震结构设计,加强建筑抗震防线,不断提高建筑物的抗震效果,以降低地震对建筑物的破坏力,保障人们的生命安全,借助建筑行业的技术革新推动经济稳定发展。
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