摘要:为了加强建筑结构建设,增强建筑的有效性,实现抗震设计的稳定性,诸多地方开始了建筑的新型开发。这种新型研究的目的就是为了增加建筑在地震来临时的承受能力,要求建筑能够在更大程度上减少因为地震而带来的损坏,使得建筑物性能得到提高。文章就建筑结构设计中抗震设计策略进行探讨。
关键词:建筑结构;抗震设计;剪力
1 抗震设计发展现状
随着城市化进程的加快,建筑物的层次也越来越高,建筑物的层次越高,人们对抗震程度的要求也越来越高。我国建筑物在抗震上现今普遍利用框架与砌体两种结构进行设计与施工,这两种情况虽然具有一定的抗震能力,但在地震中都在某些方面遭到了削弱。
从框架设计上看,首先,总体上抗震能力没有增加。虽然框架设计在抵抗地震横波带来的破坏上得到了明显加强,但是针对于地震纵波带来的破坏上反而弱化,这就使得建筑物的抗震能力实质上没有提高,反而因为建筑结构的变化下降;其次,抗震性能难以明确评估。由于实际的地震情况很难模拟,这就给框架设计的实际抗震能力打了问号,它的抗震性能捉摸不定,这就导致实际上框架设计并不能够在建筑工作中广泛运用;最后,框架设计填充墙隐患严重。
2 现代建筑结构抗震设计方法
2.1 基于承载力的结构抗震设计
基于承载力的抗震设计通常是以惯性力的形式反映地震作用,并按照弹性方法对结构地震作用效应的大小进行计算,以此来判断结构构件的强度是否达到其极限状态。目前,基于承载力的结构抗震设计目标大致分为三个阶段。
1)确保建筑在抗震正常使用极限状态下,其功能和性能不会受到影响,即表明结构构件不会发生需要修复的损伤,安全等级较高。2)建筑在结构损伤控制极限状态下,其受力部位逐渐进入屈服后变形状态,这一状态要求构件和非结构构件的修复直径处在可控范围内,且确保建筑物经修复后能正常投入使用。3)人在地震中能够幸存的极限状态,这一状态下要求结构的抗侧向力和承担竖向重力荷载的能没有受到较大影响,以确保建筑整体性良好,防止倒塌[1]。
2.2 基于能量的结构抗震设计
基于能量的结构抗震设计能够将地震动强度、实时对结构破坏的综合影响等反映出来,主要是从输入能量和耗散能量的角度考虑地震运动对结构的影响。能量法的抗震设计原理可以概况为:地震对结构的输入能量不超过结构所消耗的能力。在水平地震作用的影响下,地震能量一部分会输入到结构体系中,以有效的形式储存起来,另一部分则被结构及其自身产生的阻尼等消耗掉。假设在地震持续运动过程中,结构体系完整性良好不会出现倒塌现象,则结构体系的总能耗与地震运动的总输入能量相平衡[2]。
3 建筑结构中抗震设计存在的关键问题
3.1 选择合适的施工地址
对于提高建筑结构的抗震能力,除了建筑本身外,建筑所在的地基状况也是抗震能力的重要因素。建筑所在地的地层分布、土质状况、自然环境及周边人为因素都可能对建筑的抗震能力造成较大的影响。因此,选择合适的施工地质对提高建筑结构的抗震能力十分重要。
3.2 建筑结构设计人员素质有待提高
建筑结构设计是复杂繁琐的,其需要对地质结构,设计的美观性,实用性,安全性等作出全面的考虑,结合实际情况综合进行设计,因此,这对设计人员的综合素质有较高的要求。而在当前建筑设计行业里,有不少建筑设计人员对建筑结构知识掌握的不够充分,设计思想过于书本化,缺少全面思考,独立设计的能力,对建筑结构的抗震设计不够了解,导致设计隐患不断发生。
4 建筑结构抗震优化策略
4.1 高层结构设计的标准
在建筑结构上来说,最为重要考虑的就是高层结构设计的合理化和标准化,要综合考虑高层的框架,而且每一个框架都要做到抗震设计,一般内部的接连中会出现刚度设计比较长得现象,这是有利于框剪设计中比较稳固的状态,这样可以有效的排除抗震出现的问题;其次,就是墙的设计规格,框架完善后,就是每堵墙的填充状态,墙体受到破坏力和承受力是最为主要的,在布局过程中会把墙分成几段,这样整体高度和宽度都比较合适,因此在高层设计中,两边的边缘延伸及其框架是最好的设计前提条件,也是避免发生破坏的主要原因。
4.2 建筑体型
建筑布局与体量往往会受到来自于建筑体型设计的影响,也是影响建筑整体抗震性的重要因素。但是,很多单位在房屋建筑设计施工过程中,并未注意到建筑体型对抗震性能的重要影响,往往过于追求外观的新、奇,从而导致很多经济性低,危险性高的建筑体型出现。就建筑布局而言,受建筑体量及尺度影响较大,因此,设计师需充分考虑建筑体型的重要作用,施工中,建筑尺度、体量、布局会影响建筑物刚度、水平位移及惯性等,这些因素都是建筑抗震性能的重要影響因素。
4.3 选择合适的抗震结构
在进行建筑工程抗震结构设计时,需考虑一个至关重要的因素,就是需要选择合适的抗震结构。因此,必须全方位考虑各种因素,合理选取抗震结构保证建筑结构的稳定和安全性能。一般来说,在进行抗震结构的选取时考虑的因素有以下几方面。(1)抗震结构应能够承受足够的荷载,对地震动量具有一定的缓冲作用。(2)设计前需要对抗震结构有一个整体而系统的评估,对于一些物件自身的刚度、耐受力、抗震动能力及强度等要重视。(3)建筑物自身的结构设置过程中尽可能地使地震荷载以最短的距离向其他构件传送。(4)抗震结构要保证即使建筑内部的某个构件出现问题,其他构件也能在地震发生时具有一定的抵抗能力[5]。
5 结束语
由于地震自身的不确定性,所以人们对于它不能够实施有效的预防措施,只能够通过加强建筑的抗震性能来降低地震对建筑物的损伤。提高建筑抗震性能可以通过对建筑结构工程抗震设计在建筑抗震性能中的作用来实现。
参考文献:
[1]黄山.探究建筑结构设计中的抗震设计[J].中国住宅设施,2017(02):15-16.
[2]何传流.现代建筑结构抗震设计的相关方法研究[J].江西建材,2017(05):24+27.
[3]赵刚.建筑结构抗震设计关键问题分析[J].工程建设与设计,2017(05):57-58+63.
[4]李想.建筑结构设计中抗震设计探讨[J].江西建材,2017(02):38-39.
[5]魏琏,王森.中国建筑结构抗震设计方法发展及若干问题分析[J].建筑结构,2017,47(01):1-9.
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