行業(yè)資訊
抗震結構設計理念分析
目前我國建筑行業(yè)發(fā)展迅速,越來越多的高樓大廈拔地而起,人們對其安全問題關注度也越來越高,除了一些常見的施工質量問題,地震問題對建筑物的影響也開始更多地在學術研究中出現。我國地域遼闊,不同地區(qū)的地質條件各不相同,不僅給施工帶來了一定難度,對于其抗震性能設計也提出了更為嚴苛的要求。因此要,根據不同的建筑物類型對不同區(qū)域中的地震反應,結合地震破壞模式來完善建筑結構設計中的抗震結構設計理念,采用相應的技術手段有效提升建筑物的抗震性能,保證其穩(wěn)定性和可靠性。
關鍵詞:建筑結構;結構設計;抗震;設計理念
地震是一種突發(fā)性的地質災難,其地震等級不同會對各建筑物造成不同程度的損壞。由于其不可抵制性,人們很難對其采取有效的應對措施。現今社會的地震預測系統并不十分準確和全面,而劇烈地震所造成的嚴重后果卻又是人們所不能承受之痛,它不僅會使房屋破壞倒塌,而且會威脅到人們的生命和財產安全。因此,建筑行業(yè)設計人員必須加強對抗震設計的研究,如加強延性材料應用、選擇合適的結構形式等,使建筑結構的剛度、延性以及承載力符合抗震規(guī)范要求,努力提高建筑結構的抗震能力,完善建筑結構的抗震設計理念,并擴展其實際應用范圍。
1抗震結構設計需遵循的主要原則
1.1由局部到整體
每個建筑物構成部分極其復雜,涉及不同的專業(yè)工程和建筑構件,它要求的不僅僅是某一部分不受地震破壞,更重要的是保證建筑結構的整體性,這就需要結構能夠收集以及傳遞慣性,在水平方向上可以進行分區(qū)。抗震設計時,要按照每個子結構抗震能力,由局部到整體設計抗震措施,從而保證整個建筑物結構符合抗震設計要求。
1.2結構形式合理
地震的作用力在結構之間是可以互相傳遞的,在抗震設計時要進行實驗分析,當結構模型受到類似地震的作用力出現位移時,根據實驗數據反映出的結構不同部位的受力和破壞情況,選擇合理的結構形式,設置相應的抗震防線,保障建筑物的穩(wěn)定性和剛度。
1.3剛柔結合
建筑物在遇到地震時,其承受的作用力是雙向的,為了抵抗不同方向的作用力,在抗震設計時要適當增強水平面主軸兩方面的結構剛度,保證剛度與抗震能力相適應,剛度過大,吸收地震力大,造成浪費,剛度過小會使結構變形,設計要求剛柔結合,既要保證結構平衡,又能減少建筑物受力變形。
1.4建筑形體及其構件規(guī)則
建筑物形體對房屋規(guī)則性有很大影響,進行抗震結構設計時應盡量選擇簡單對稱的結構形式,其能有效避免平面和豎向的不規(guī)則,提高抗震性能。可根據實際情況進行優(yōu)化調整,盡可能地將慣性能力聚集在一起,保證抗側移剛度。特別是在對建筑基礎等重點薄弱部分展開設計的時候,由于對抗震性能要求比較高,抗側力結構的穩(wěn)定性和水平位移一般要比標準規(guī)范要求高,這樣的建筑物結構設計規(guī)則性強,分布也比較均勻。
2建筑結構抗震結構設計要點
2.1合理選擇建筑抗震場地
地震是一種自然的地質破壞現象,而地表的穩(wěn)定性影響著該地塊建筑物的抗震性能。地震發(fā)生時,加之地表性質不穩(wěn)定,建筑物的抗震性能無法有效發(fā)揮作用,建筑物結構便會遭到嚴重破壞。選擇建筑場地時要注意檢測建設土地的土壤硬度和密度,選擇開闊、平坦而且地質結構穩(wěn)定的地段,避免河岸邊緣、采空區(qū)、地震斷裂帶以及山岳軟土地段,保證場地符合建筑結構載荷要求,從而保障建筑物的承載力和穩(wěn)定性。
2.2優(yōu)化設計建筑結構造型
建筑物的結構造型也影響著其抗震性能,設計人員要考慮到建設場所大小和周圍環(huán)境限制,基于對稱性和規(guī)則的原則提高美學效果,提升造型設計的美感,運用抗震設防技術加強建筑物的抗震能力,防止建筑結構遭受外力破壞,在保證建筑物質量的同時,提升其藝術觀賞性。
2.3以建筑結構參數為依據
建筑結構的抗震設計需要以相關的結構參數為依據,根據準確的數據信息設計抗震措施,從而保證建筑不同部件的剛度與強度,保證結構不受外力作用破壞。因而設計人員一定要認真分析、計算結構所承受外力,根據抗震規(guī)范要求和結構參數設計模擬地震時對建筑物的破壞情況,采用有效的抗震設計方案來保證建筑的抗震性能。
2.4設置多道抗震防線
地震發(fā)生時的作用力來自各個方面,不同等級地震的威力不同,為此設計者需要綜合考慮各種情況開展多維度的抗震設計,選擇延展性強且剛度好的構件,在各構件受力薄弱部位增設抗震措施,在保證建筑物結構滿足抗震規(guī)范要求的基礎上更加完善抗震機制和體系。經過重重抗震防線,地震破壞力會逐漸減弱,從而更好地保證了建筑結構的抗震能力。
3建筑結構設計中抗震結構設計理念的應用
3.1合理提高抗震設計等級
地震級別分為小震、中震、大震。有關研究得出,以50年一周期為例,小震出現率為100%,其破壞力超過抗震設計強度的概率為62%,中震的概率為10%,大震的概率為2%,故對于地震多發(fā)地帶應適當提高抗震等級。根據建筑使用類別,甲類和乙類建筑抗震等級要提高一級,丙類建筑要滿足當地抗震設防要求,丁類建筑可以適度降低要求,但必須滿足當地抗震設防標準,確保建筑的抗震穩(wěn)定性。
3.2嚴格選擇結構體系
抗震結構的設計要求是穩(wěn)定性和適應性強,建筑物的剛度必須能夠承受相應的荷載,緩沖地震沖擊力,避免局部受損破壞結構形態(tài)。因此,要根據其受力特點和傳力途徑,選擇合適的結構體系,保證建筑物的整體協調,有效避免建筑物傾斜或局部受損。
3.3選擇優(yōu)質抗震材料
有些建筑材料強度高、延展性好,有較強的吸收能力,可緩解地震作用力,特別是對于維護高層建筑的抗震性能效果良好。在抗震設計理念中加強延性材料的使用可以極大地減少建筑物抗震成本投入,保證整個建筑的延展性,從而提高建筑物的抗震性能。
4結束語
綜上所述,建筑物的抗震結構設計需考慮的因素有很多,提升建筑物抗震性能不僅要維護建筑物的安全性和穩(wěn)定性,還需要保證其美觀性,為用戶提供安全感和滿足感。因此,抗震結構設計者要優(yōu)化設計理念,根據時代變化改進抗震設計措施,在不斷的經驗積累中提高建筑結構抗震設計質量,保障建筑工程質量,保證使用者的生命安全,使我國建筑行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。
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