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摘要:要想做好建筑结构抗震设计,首先要从建筑抗震概念设计上充分认识到该结构抗震设防的目的,其次要从建筑结构的各个方面进行详细全面的分析,特别是要有意识的加强结构的局部薄弱部位和构件,如此才能够最大程度上提升其整体稳定性,确保抗震水平。本文就建筑结构设计中抗震设计进行简单的阐述。
关键词:建筑结构设计;抗震设计;探讨
在建筑结构设计中进行抗震设计是十分重要的和必要的。在进行抗震结构设计中,设计人员必须结合建筑实际情况,通过采取相应的对策对建筑结构的整体抗震性能进行提高,最大限度的提高建筑物对地震的抵御能力,保障人们的生命和财产安全,不断促进我国建筑行业向前发展。
1建筑结构中抗震设计的意义
建筑的抗震设计在避免地震灾害的所有措施中具有重要意义。在近年的地震灾害报道中,我们根据新闻数据可以真的了解到,按照国家标准的规范设计的工业建筑和民用建筑,虽然在地震中收到了不同程度的损害,但是终究没有倒塌并且在一定程度上保证了人民的生命安全。因此建筑中的抗震设计在震灾中保护人民人生安全和减少灾难中的经济损失都起到很大的作用。因此在未来的建筑领域的发展中,强调和注重抗震设计的理念极具意义。
2抗震设计的建筑规划
2.1地域的选择
地震区域内的建筑物会被严重破坏,建筑设计者们就要先从建筑的场地下手,地质条件是决定建筑物在灾害中受损程度的第一个因素。首先应该选择相对开阔并且地质硬度对建筑有一定支撑力的地域,减少在地震期间地基的深陷造成的不同程度的房屋倒塌。其次应避免地质松软的河岸、山坡地段,如在地震期间该地段在地震的影响下房屋倒塌的几率极高。
2.2地基设计
房屋建设初期是,如果可以全部建立在天然的地基上或者是桩基上,那就最稳妥的办法,尽量避免天然地基与桩基混搭使用的状况,这样直接影响到房屋建筑的整体刚性,也会降低房屋的整体抗震性。
建筑的地基深浅度也需注意。建筑的基础埋置过钱,那就会降低基础部分的嵌固作用,地震灾害来临的时候,建筑将受到强烈的振幅,加大了地震灾害的发生率。设计者在房屋建筑的基础深度设计部分,应当将埋置深度尽量加大,确保上层建筑的抗震性能。
2.3屋顶与墙体的抗震设计
在地震灾害中,建筑质量越重的受到的灾害程度越重,建筑物的质量与其地震受损度是成正比的。如果建筑物的质量较轻,在地震灾害中反而受损度很小,所以受损程度跟建筑的结构设计密不可分。建筑设计者在对房屋结构设计的时候,在建筑墙壁材料的选材上,应围绕着材质轻便的材质多加考虑,并且在屋顶的设计中也不要添加过多的装饰和附加建筑,避免增加建筑物的高度与重量,影响到建筑物对地震灾害的抗震性。
3建筑结构设计中抗震设计措施
3.1合理选择建筑场地
建筑物的抗震性能受到建筑物所在地的地质情况以及地形的影响。因而建筑物在场地选择时应当见谅的避免对建筑物抗震不利的地段,如地层陷落、河岸滑坡、断层错动等地段,不管是何种情况都严禁在抗震危险地段上进行建筑物的建造。所以在对建筑物进行选址的过程中,需要加强地质勘查,对建筑物拟建地段的地形情况和地质情况进行全面的掌握。
3.2选择合理的建筑结构形式
目前建筑结构形式主要包括框架结构、砖混结构、钢结构、框架剪力墙结构以及整体承载式钢结构等。可以说不管是选择哪一种建筑结构形式,只要是合理的并且高度与其结构形式是相匹配的,那么就是具有抗震性能的。此外,同等条件下进行比较,由于砖混结构的主要承重材料为砖砌体,为脆性材料,抗震性能较差,框架结构稍好,框架剪力墙、钢结构及整体承载式轻钢结构抗震性能优于前两种。钢结构是当前发达国家住宅建设的主流,为什么要选择钢结构呢?除了钢结构易于生产、施工,可重复利用、极好的环保节能性之外,它显著的抗震防灾能力也是最主要的原因。由于钢结构材质延展性极佳,抗压、抗拉、抗剪强度很高,使用寿命达百年以上,被认为是目前最适用的抗震建材,在地震多发地区的应用尤为广泛。例如,台湾通过数次地震,发现钢结构住宅在震灾中受损几率远远小于钢筋混凝土住宅,明令要求多层房屋建筑一律要使用钢结构;北京地区属于地震断裂带,Ⅷ度地震设防区,钢结构也正在成为潮流,建设中的国家大剧院工程就是全钢结构建筑。
3.3合理确定抗震等级
在建筑结构设计中需要对抗震等级进行重点考虑,建筑物抗震等级主要取决于建筑物的类别,除此之外,在确定建筑物的抗震等级时,还需要考虑建筑物的抗震烈度和建筑物所在场地的类别等。根据建筑物不同的使用功能可以将建筑物结构分成四类抗震设防类别,分别为甲、乙、丙、丁类,一般住宅与写字楼为丙类建筑。郑州地区建筑按抗震规范要求,抗震设防烈度为Ⅶ度,在结构设计计算中应选用相应的计算系数。合同中一般不会体现具体的计算系数的。设计实施之前都是要由相关部门审核批准并备案的,具体工作过程可向市建委咨询。
3.4抗震结构体系的确定
结构体系应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。宜有多道抗震防线,应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。结构体系应具备必要的承载能力,良好的变形能力和消耗地震能量的能力。有较大的变形能力而缺少较高的抗侧向力的能力如钢或钢筋混凝土纯框架,由于在不大的地震作用下会产生较大的变形,导致非结构构件的破坏或结构本身的失稳。选择结构体系,要考虑建筑物刚度与场地条件的关系。当建筑物自振周期与地基土的卓越周期一致时,容易产生类共振而加重建筑物的震害。选择结构体系时,要注意选择合理的基础形式。基础应有足够的埋深,对于层数较多的房屋宜设置地下室。对于软弱地基宜选用桩基、筏片基础或箱形基础。
3.5设置多道抗震防线
在建筑结构抗震设计中,设置多道抗震防线是十分必要的。假如建筑物应用的是多重抗侧力体系,在强烈的地震作用下第一道防线的抗侧移构件产生破坏之后,之后的第二道、第三道、第四道等防线的抗侧力构件立即接替,继续对之后的地震的冲击力进行抵挡,这样能够最大限度的保证建筑物的安全和稳定,避免建筑物出现倒塌的情况。对于纯框架结构,应采用“强柱弱梁”型结构,梁充当第一道防线,柱充当第二道防线。双重抗侧力体系在抗御地震时,具有两道防线,一道是支撑或墙体,一道是框架。
3.6改善构件延性的途径
结构延性和耗能的大小,决定于构件的破坏形态及其塑化过程。弯曲构件的延性远远大于剪切构件的延性。就框架体系而论,柱的延性对于耗散输入的地震能量,防止框架的倒塌,起着十分重要的作用,而轴压比又是影响钢筋混凝土柱延性的一个关键性因素。所以,在结构设计中,确定柱、墙肢等轴压和压弯构件的截面尺寸时,应该控制其轴压比值。设计中应该注意,采用高强混凝土时,还应适当降低剪压比。
4小结
随着我国经济社会的快速发展与科学技术的不断进步,我国的建筑行业也随之取得了突飞猛进的发展。然而,建筑的传统造型进行改变之后,出现的一系列新型的现代化建筑则面临着抗震方面的设计难题,这些全新的变化为建筑抗震设计的分析与研究带来了诸多麻烦。因此,只有将当前的这些困难与难题加以解决,才能够促使我国建筑施工中的抗震功能。
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