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摘要:建筑结构设计工作是保障建筑工程项目能够得到较好应用的关键所在,尤其是对于建筑物的安全性而言,结构设计是重中之重,而具体到建筑结构设计中来看,抗震设计又是极为重要的一个指标和要点。
关键词:建筑结构;抗震设计;研究
引言
我国大多数城市都处于地震多发区,所以在建筑工程结构设计时,对抗震功能设计显得尤为重要。近年来人们对于高层建筑的平面结构和空间要求越发严格,国内现有的高层结构设计理念,在施工中对于建筑的质量安全性还是需要考证,同时普通框架结构已经不能满足人们对于高层住宅的要求。根据市场要求,对工程结构设计进行不断的改进,吸取优点改进缺点,形成一个更适合住宅的高层建筑结构。
1建筑结构设计过程中抗震设计的内涵以及目标
建筑结构设计过程中抗震设计即在建筑工程结构设计的时候充分考虑地震可能带来的损失,针对当地的地震发生概率以及最高等级设计房屋建筑的结构,选择设计合理的抗压能力。建筑结构中的抗震设计主要是以目前已经趋于成熟的建筑结构抗震理论与房屋设计标准为基本理念,吸取相关地震灾害中的建筑物破损情况的教训并且结合设计师在长期从事设计工作中已经积累的经验与前辈设计师的经验进行房屋结构设计。建筑结构设计过程中抗震设计的目标包含两层:第一层是满足相应部门的要求,即委托方与投资方会对建筑结构抗震性能有一定的要求,因此建筑结构设计师应该努力使建筑的外形、结构、质量以及样式满足其要求的参数;第二层目标即抗震设计的深层、本质目标。建筑结构设计是为了提高建筑质量,为消费者提供更好的建筑作品,因此建筑结构设计过程中抗震设计的深层目标也是为了提高建筑物的整体性能,提高其安全性与稳定性。为了达到这一目标,建筑设计师在具体设计时要根据建筑工程所在地的地质情况具体问题具体分析,不仅关注静态的地质情况,也要将地震运动导致的地质变动情况充分考虑在内,最大程度上提高房屋建筑在极端情况下的正常使用程度,延长其使用寿命。
2建筑结构抗震设计中涉及的若干问题
2.1建筑结构体系的选择
建筑结构体系的选择是否合理,直接关乎到整个建筑结构的安全与否。因此,必须合理选择建筑物的结构体系,保证其科学性和合理性。需保证建筑结构体系具有较高的强度协调性,设计人员在设计过程中要保证强弱有度,最终达到强剪弱弯、强柱弱梁的设计概念,竖向上保证其薄弱部位具有合理的抗震设计强度,最大限度地提高建筑物的抗震能力。
2.2建筑物所在地的选择
在选择建筑物地点的时候,尽量选择抗震性较强,利于抗震设计的建筑地址,不宜选取土地液化、地质元素分布不均衡等场地。此外,对于某些特殊场地,例如可能会发生滑坡或地裂等问题的地点,建筑施工在对地表进行施工的过程中必须采取科学合理的措施来稳固建筑物。在地基建设过程中,要选择黏土性质较多、土层分布不均匀的区域,并且要对地基进行加固,增强建筑物上部结构和其基础的抗震性。
3建筑结构设计过程中抗震设计的主要流程
3.1因地制宜,选择合适的建筑场地
选择合适的建筑场地对于建筑结构的抗震设计工作具有举足轻重的作用,选择适当的建筑场地能够有效地减少整个建筑工程的施工作业量。首先,在选择建筑场地的时候应该选择较为平坦的场地,平坦的场地不仅能够减小地震灾害发生时的衍生损失,更有助于具体的施工操作;此次,应该选择视野开阔的地段作为场地,视野开阔的场地既能够帮助建筑工程的开展,其开阔性又有助于建筑工程抗震效能的提高;第三,要选择硬度密度始终的场地作为建筑基地,密度的均匀性能够降低地震灾害的破坏性、硬度的均匀则能够有效提升建筑结构的侧压力,从而避免出现建筑开裂的现象;第四,切忌将建筑场地选在地震断裂带上,地震断裂带是地震灾害高发频发的范围。将建筑基地置于明显的断裂带上必须极力提高建筑物的抗震能力,同时也得做好相应的防范措施,以上措施都会造成资源的不必要浪费。最后,建筑场地的建筑基地要避免选择建在软土区域,将软土区域作为建筑基地容易出现建筑过程中的塌陷,同时软土区域的抗震设计难以发挥应有的效用。
3.2准确计算结构参数
建筑结构抗震设计工作同样离不开对于各项结构参数的计算,这些结构参数的准确计算同样关系到最终建筑结构的抗震性能,比如对于墙柱梁板承载力以及相关变形的计算来说,就直接关系到建筑物的整体稳定性效果,需要得到较好的关注;从建筑结构参数的计算中来看,主要就是充分运用各类建筑结构设计软件进行规范化的全面分析,进而才能够提升其可靠性水平,保障建筑结构的抗震性能。
3.3提升建筑工程的布局设置合理性
建筑工程的布局设置工作主要包括建筑结构平面设计、建筑工程空间设置以及建筑工程立体设计,在建筑工程的布局设置工作贯彻抗震意识,提高整体结构设计的科学合理性能够有效提高整体建筑的抗震水平。在具体操作中,应该坚守结构设计平衡性的原则,同时也要注意保证建筑结构设计的简单合理性、整体性、稳定性,此外结构设计务必以科学的数据作为基础。
4建筑结构抗震设计发展趋势
4.1抗震结构中的位移研究
在结构设计中基础设计方法是以承载力大小来设计的,对小震作用下的位移和内力通过弹性方法计算;构件截面需要以组的内力进行验算,使得结构设计中承载力达到规定标准,同时使用阶段的要求算出位移的限值,使非结构构件可以得到保护;通过构造设施获得结果的延和耗能能力。在建筑结构的抗震设计中,首先要分析配筋和构件变形的关系,进行构件设计,从而研究整体建筑结构中的变形与构件变形之间的关系。其次就是想要实现二阶段的抗震设计,就需要在进行小震计算外,对大震作用下的结构变形设计,通过二阶段设计是时代的必然趋势,也是结构抗震设计的发展方向。
4.2状态空间迭代法的应用
根据物理中的结构动力方程,状态变量是位移、速度的情况下把状态方程进行导出,解除非其次状态方程的解,从而建立一个状态空间迭代计算格式,这是对高层结构动力响应问题,应用现代控制理论中的状态空间理论的应用方法。状态空间迭代法的计算方法经过多次的工程实际案例中得到验算,确定其精确度较高,同时对于多自由度体系的动力响应解法,计算的效率和精确度也很高。
4.3可靠度理论对于建筑抗震性的影响
对于结构整体结构抗震性能的安全度进行分析时,改进了原有的分析方法,在进行分析时开始考虑建筑材料参数的变异性、地震烈度的随机性等情况,而不是忽略其他因素只考虑结构荷载的不确定性。可以根据这项研究的可靠度理论依据可以进行建筑结构抗震设计,保证建筑的抗震性能得到提升。
结语
我国建筑行业取得了较大程度的发展,人民生活水平提高的同时对建筑的安全性能提出了更高要求,我国出台的建筑抗震等级规定也在不断更新,为促进我国建筑行业的发展提供了强大动力。在进行建筑结构抗震设计,需要工程设计师根据实际的设计经验和丰富的专业知识的储备,对工程设计作出正确判断,设计出一个经济性和安全性相具备的建筑结构抗震设计,找到一种确实可行的设防方法进行有效抗震设计,满足我国对于建筑结构抗震的要求,具有更好的社会性和经济性。
参考文献:
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