建筑结构设计中的抗震设计研究.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 109 建筑结构设计中的抗震设计研究 尹 奋 彭 博 水 淼 中机国际工程设计研究院有限责任公司，湖南 长沙 410000 摘要：摘要：地震作用下的结构抗震设计，是当前人们较为重视的一项工作。在某些地区，抗震结构的设计仍未得到改进。由于缺乏对国外先进经验及成功实例的借鉴，导致了我我国房屋抗震设计中存在着诸多的缺陷，致使房屋抗震设计中存在着诸多的缺陷，极易出现安全事故。我我们应该将先进的抗震设计理念运用到实际中，对原来的结构设计规范进行改进，采用更高可靠性的抗震结构来保证建筑的质量。关键词：关键词：建筑结构；抗震结构设计；作用 中图分类号：中图分类号：TU318 0 引言 地震是一种突发性的自然灾害，它会给人类生命和财产带来巨大的损失。现有的技术还不能对地震进行精确地预报，也不能对其进行有效地防震，因此，对建筑结构进行抗震设计是保证建筑结构安全的关键。随着地震学、结构分析和实验等学科的发展，以及对强震观测和震害调查以及对国外经验的借鉴，我我国建筑结构的抗震设计日趋成熟。1 建筑结构设计中的抗震结构设计 1.1 从总体上对建筑物进行设计 要使建筑物在地震作用下发挥出最大的作用，就必须使建筑物在地震作用下保持均匀、对称和规则。所以，设计者必须在设计阶段就考虑到横向受力的影响。要使建筑物在地震作用下具有较好的抗震性，就必须采用适当的结构形式，将破坏力分散开来。因此，设计者在构造形式时，应该尽可能选用正方形或对称形状，并据此对其进行整体性调节，以保证构造形式能够更好地收集与转移惯性力，从而增强其抗震能力。1.2 对防震墙进行科学地布置 在一个建筑工程中，很多构件都是通过相互协作来实现其抗震性能的。近几年来，中国发生了多起毁灭性的地震，并伴随着各种程度不等的余震。为了防止部分结构在地震作用下受到损伤，影响整体体系的抗震性能，减少余震对建筑的破坏，需要在建筑中设置多道抗震防线。同时，也要保证建筑的刚性。在地震荷载作用下，建筑物的抗震性能将受到很大影响。在地震作用下，建筑物在所有方向上均可承受地震作用。刚体与软体结构在建筑物中的作用是不同的。设计人员在设计时，要对轴线方向上的刚性进行适当的控制，使建筑物的初始形态尽量保持在最大程度上；同时，为了使建筑物在震后仍能保留原来的结构，并使其具有最大的抗震能力，需要在建筑物中引入挠性构造，使其在震后仍能保留原来的结构，并使建筑物的抗震性能最大化。1.3 对地震力的功能和规律进行更深入的阐述 在地震作用下，建筑结构可以通过耗能或传递地震力的方式来保证结构的安全。通过对房屋抗震机理的深入了解，对房屋内部结构进行合理地调控，以达到改善房屋抗震性能的目的是十分必要的。在一个区域内，地震力在不同的方向、不同的位置上都有不同的特征。在设计前，设计者必须对地震力的传递、位移、方向和地震作用下的受力等进行深入地分析，并借助信息技术，构建有目标的建筑结构模型。2 建筑结构设计中抗震设计的现状 2.1 建筑结构设计中抗震设计理念滞后 在进行设计时，往往采用了一些比较常规的设计思路，没有综合考虑其整体的抗震能力，这样的设计方式不仅不能确保房屋的安全性与稳定性，一旦将来某个区域出现了地震，不仅会造成重大的财产损失，而且还危及人们的人身安全，极大地阻碍了和谐社会的发展。在进行抗震设计时，没有对抗震结构展开充分而系统地考量，导致了抗震结构不科学，抗震等级不合格。另外，在设计过程中，由于没有把今后的工程扩建带来的潜在的安全性问题作为自身的考量因素，往往存在着某些不够精确，标准执行不够严谨等问题，再加上所使用的软件不能准确地对其进行地震性能与地震效应中国科技期刊数据库 工业 A 110 的分析，导致最终的设计与预期的结果相差甚远，极大地降低了地震实验的精度。2.2 脱离设计图纸 随着市场经济的不断发展，很多施工企业由于片面追求经济利益，忽视了对建筑总体结构的安全、可靠要求，私自提高了建筑的总高度，致使其与原有的设计规范不符，高层建筑总体结构的强度降低，提高了建筑物的抗震危险性，对人们的生活和生活造成了极大的危害。2.3 结构设计中抗震设计方向存在偏颇 在进行房屋地震反应分析时，应严格按照规范进行，既要符合技术、设备的需求，又要确保房屋的抗震性能。就当前我我国房屋结构的实际情况而言，还面临着诸多问题，主要表现为：房屋抗震设计的侧重点不明确，房屋抗震性能的优化不足，严重影响房屋未来的服役安全。然而，由于某些设计者过于重视使用，致使某些涉及工程安全性的要素未得到充分重视，防火措施也仅仅停留在一种形式上，无形之中又增添了许多潜在的危险，难以确保城市建筑的结构设计方案的可行性。2.4 设置短柱和轴压比的问题 据相关研究可知，我我国许多高层建筑工程往往通过增大控制柱截面来调整控制柱的轴压比。限制柱的轴压比其主要目的是为了避免柱子在偏压作用下发生严重变形而影响整个结构。如果柱子的轴压比没有调整到合适的范围内，在地震力的作用下，很容易破坏柱子结构或着压碎混凝土，降低了结构的延性，对建筑结构的整体抗震性能产生不利影响。2.5 建筑结构设计方案缺乏先进性 在进行抗震设计时，要符合当前建设行业的发展趋势，并参照相关的设计规范和法律条款，对抗震设计方案进行优化，并强调其科学合理。但是，在目前的设计工作中，一些设计人员并没有考虑到行业的发展情况，对其进行系统化的思考，从而造成了抗震性的设计稳定性的缺失，没有把抗震设计落到实处，或者是在具体的细节方面没有对其进行优化和完善，没有从可持续发展的角度对其进行深入的研究和分析，造成了整个城市建筑的结构设计没有先进性和前沿性，难以保证进入到工程中的耐久性，还会对建筑工程的设计者和建设者的发展产生一定的影响。3 建筑抗震结构设计理念的应用措施 3.1 切实强化设计工作人员的法律法规意识 根据我我国的现行法规和建筑工程建设有关的强制性规定，在抗震设防烈度超过度（含度）的地区，所有建筑的建筑工程（包括扩建、改建、新建等各种状态），必须按照规定进行抗震性能设计，未按照规定组织抗震设计的，或设计要求不符合现行规范要求的，均为违法或违规行为，违法情节严重的，应负法律责任。3.2 建筑场地的选址要恰当合理 建筑的抗震性能是根据一定的标准来进行评价的。根据抗震性能的评价结果，需要对建筑进行一定的抗震预防。建筑物的抗震预防等级主要可以分为四个级别，分别依次是甲乙丙丁四级。甲级是抗震预防措施最为严格的，主要应用于有严重地震灾害发生过的地区。在工民建的建设中，选择正确的建筑场地能够有效的提高建筑的抗震性能，确保建筑的安全性和稳定性。当建筑在土质较为疏松、地震频发的地区进行建设时，应当适当提高防震性能的设置，防止建筑出现沉降、倾斜等现象，影响住户及相关人员的生命财产安全。3.3 大变形能力节点 为改善高层结构的地震反应，必须对它们进行合理的连接与加强。所以，在进行节点连接形式的设计与选取时，既要确保在大地震时，可以在不引起过度的变形与损伤的情况下，又要确保其在震后易于维修，从而便于对整个结构体系进行维修，确保整个结构体系的安全性。在常用的框架间节点衔接、固定方式中，无黏结预应力筋拼接节点主要是指在节点内和节点两侧一定区域内，预应力筋与混凝土之间没有粘结。其优势在于，大变形后仍保持良好的弹塑性，同时其强度和刚度衰减很少，剩余变形也很少，而且连接件的能量消耗也很少。与普通的无黏结钢接头比较，有黏结钢接头与混凝土的粘结力更强，韧性更好，变形更易复原。采用后浇带钢结构的混凝土梁柱，可以有效地提高梁柱的抗剪强度，增强梁柱的耗能和变形修复能力，延长梁柱的破坏时间，提高梁柱的承载力和抗震性能。3.4 抗震防线设计 合理的设置防震屏障，可使建筑物的抗震性能得到最大程度的改善，从而保障建筑物的稳定与安全。抗中国科技期刊数据库 工业 A 111 震防线规划的原则是：在没有大震的情况下，重视横向抗震性的有效扩展，保护建筑结构，优化抗震功能。一般来说，地震防线会设置三道，一道主两道次，以主线为中心，进行防治处理。由于在地震灾害中，只有在主要抗震线被破坏后，另外两条抗震防线才会产生问题，因此，在设计时要进行科学的分析和考虑，以保证放线的质量。3.5 合理布局建筑结构，科学规划平面布置 对于建筑物来说，建筑结构的布置是非常重要的，设计者需要对建筑结构进行合理的布置，使建筑工作具备更好的抗震能力。建筑设计不能简单地将三维结构进行叠加，要清楚地认识到每一种结构的设计目标和功能，每一种结构都会对建筑的整体结构有很大的影响。如果建筑的承重墙功能很小，甚至没有功能，那么当地震发生时，必然会对建筑造成很大的冲击，最后会对人民的生命财产造成很大的损失。在进行房屋构造时，除了要对承重墙进行合理的布置外，还要注意不能在梁柱之间发生破坏，这样才能使房屋构造更加稳定。此外，设计者不仅要注重平面布局的外在美感，还要注重平面布局的合理性，使其在满足美感的同时，又能确保其稳定。3.6 立体绿化与建筑设计相结合 一些区域的土地资源紧缺，造成了大量的人口密集度，这极大地制约着城市的发展步伐，也间接地影响着绿色建筑的发展。要想有效地解决这一问题，就必须将立体绿化与建筑设计有机地结合起来，这也是新型绿色节能建筑发展的一个重要方向，长久以来，既保证了良好的施工效果，又提高了对环境的保护。3.7 选用延展性和强度较好的材料 在抗震结构设计中会涉及到对建筑材料的选用方面，抗震性能的实现不仅依赖于结构的合理性，还要保证建筑的质量。抗震结构设计与建筑的设防烈度、房屋高度、地基、基础、材料等都是密不可分，选用的结构材料要具有较好的延性和强度，在构件连接方面要具有连续性。3.8 强化对薄弱环节的构造措施 建筑结构的设计，不仅要考虑到建材的质量等有关问题，也要考虑到工程的实际承载力，同时也要考虑到房屋的承载能力，在设计过程中，必然会出现一些薄弱环节。要提高城市软土地基承载能力，必须加大软土地基的防护力度，加强软土地基建设。在建筑物进入施工阶段之后，还需要对施工中的薄弱环节进行加强，只有这样，才能大大提高建筑物的整体抗震性能，从而为人们的安全居住提供了必要的保障。4 结语 综上所述，地震的出现是一种不确定因素，其破坏能力极强，严重威胁人们的生命财产安全。在建筑结构设计过程当中，抗震设计具有很强的复杂性，不仅要对建筑物自身功能充分考虑，而且还要深度考量建筑物的荷载、内力以及形变等各个方面。因此，在建筑结构的抗震设计中仍有许多问题有待于我我们进一步地研究与完善，立足于工程实际，采用科学的抗震设计方法，为我我国建筑行业的健康发展奠定基础。参考文献 1吴振.建筑结构设计中的抗震设计理念分析J.现代物业(中旬刊),2020(01):90.2胡安吉.建筑结构抗震设计理念与方法分析J.居舍,2020(02):93.3茹彩磊.建筑结构抗震设计关键问题及对策研究J.居舍,2019(35):111-112.4高继红.混凝土建筑抗震结构设计有效对策探讨J.建材与装饰,2020(04):94-95.5孙海宾.高层建筑结构抗震设计重点分析J.建筑建材装饰,2020(06):220+226.6任胜.高层建筑的抗震设计浅析及工程实例J.建筑,2020(7):56-59.7陈文智.混凝土建筑抗震结构设计有效对策探讨J.建筑工程技术与设计,2020(21):301.8孟茹.探析土木工程结构设计中的抗震设计J.居舍,2018(24):134.9罗天娣.建筑结构基于性能抗震设计的几个问题J.中国标准化,2018(14):69-70.10宁华.高层混凝土建筑抗震结构设计探究J.建材与装饰,2017(30):125-126.