刍议建筑结构设计中的抗震设计

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初同才

哈尔滨工业大学建筑设计研究院

摘要

随着我国经济的不断发展和城市化进程的不断推进,我国建筑行业正在展现出蓬勃发展的态势,但是由于人们生活水平的提高,人们对于建筑质量的要求也变得越来越多并且越来越高了,尤其是建筑的安全问题,比如建筑本身的抗震性能,许多建筑的使用者都十分注重建筑本身的安全性能。但是开发商本身并没有意识到建筑抗震效果,所以在具体的建筑施工过程中,建筑的抗震性能几乎处在一个被忽略的状态,这就导致了许多建筑在抗震方面都存在缺陷,也为人们的生产生活埋下了隐患。本人对建筑结构中有关抗震设计的部分进行了相关的讨论。


关键词

建筑结构;抗震设计;讨论

正文

引言: 基于我国特殊的地理位置,导致了我国成为了地震灾害频繁发国家,并且震源的分布点还十分的广泛,发生地震的频率很高,地震所产生的破坏性也很大,并且这几年在我国大陆进场突发地震灾害,这到导致了人们的人身财产安全都受到了损失。如果地震震级较高,许多建筑物可能在瞬间倾塌,尤其是那些抗震效果不好的建筑,更容易受到地震的危害。所以,在设计建筑结构之初就一定要考虑好建筑物本身的抗震性能,以防万一,并且有利于保护人们的生命和财产不受到威胁。

一、建筑结构抗震设计中的关键问题

1.选择合理的建筑结构体系

结构体系的选择是建筑物结构设计的重要内容,其直接关联着整个建筑物结构的安全性。在进行建筑物结构体系的选择时,需确保其合理性,具体措施如下:

1)绘制具有明确计算的简单图纸,且在设计建筑物结构体系时,还需要将主梁作为建筑物房间主要受力点,使得垂直的重力能够以最快的时间、最短的长度路径传输到主要受力部位。同时,还需要对建筑物房屋内部结构进行合理的布置,此时可采用竖向构件内部机构布置的方案,但需要确保竖向构件压应力的均匀性。

2)建筑结构体系的施工质量是由建筑结构的强度决定的,只有确保建筑体系的强度能够保持在一个合理的范围之内,才能够保证建筑结构体系的合理性和安全性,同时,设计人员在对建筑结构进行抗震设计的时候,还要保证一些薄弱部位的抗震强度,进而提升整体建筑结构的抗震强度,既要保证施工节点的完整性,还要保证建筑物结构框架薄弱部位的抗震性。

2.抗震的场地的选择

通常情况下,建筑物地点的抗震性能直接关联着其抗震设计,基于此,有关人员应当选用具有较强抗震性能或是有利于抗震设计的场地进行建筑物的建设,并且还要尽量避开那些不利于抗震设计的地段。这主要是由于地震引发的地裂、地表错动等情况,会对地面造成巨大的危害。基于此,在进行抗震场地的选用时,必须要选择一些土地液化、软弱、地质元素分布较不均衡的区域,但如果切实无法避开上述情况,此时应当在施工初期阶段,对地面进行一定的抗震设计,以此来强化地面的强度,稳定建筑物建设地基。同时,对于一些随时都有可能发生地裂或是滑坡问题的场地,施工人员必须采用科学的、合理的措施,全面稳定建筑物建造地表。此外,如果一定要在土层分布不均匀,或是粘性土质较多的区域进行建筑物地基的建设,此时还需要进行地基加固与桩基等方面施工,以增强建筑物基础与其上部结构的抗震性,做好抗震措施的处理。

3.重视建筑平面布置的规则性

在进行建筑物设计工作时,需确保其吻合抗震理念,并且还要满足有关设计规范要求,严禁采用不满足相关规范要求的建筑设计方案。抗震设计方案的制定需要考虑多方面因素,同时,依据抗震设计规范中的有关规定,当平面不规则或是竖向不规则时,应当采用空间结构计算模型。我国建筑物具有较为显著的对称性特征,这在抗震设计中具有十分重要的作用。在进行建筑物抗震设计时,通过遵循对称性原则,在发生地震时,能够将建筑物所受到的强大冲击力分配至两端,之后,两端的各抗震设防装置与设计就能够发挥其作用,由此可以看出,对称性特征能够有效分散此冲击力。基于此,在进行相关设计工作时,需要在重视此情况的基础上,将其真正落实于实践。

二、建筑结构抗震设计具体措施

1.建筑地基采用特殊材料隔震

所谓建筑基础隔震,其主要是指通过对建筑基础进行特殊的处理,减缓地震时建筑物受到的地震作用,从而降低地震对建筑物造成的损害。对于传统的建筑地基抗震设计,大多是在建筑物基础位置交替铺设砂子与粘土,或是直接布设砂子或者粘土垫层。在建筑结构设计中,通过在基础位置安装垫层,并且使用特殊的材料进行基础部位施工,能够有效降低地震对建筑造成的损害。近些年来,相关部门已经加强了对于这个方面的研究,研发出一种使用沥青为原料的材料,并且已经广泛使用这种材料来设置建筑物隔震层,可发挥良好的隔震效果,从而强化建筑结构的抗震能力。

2.建筑基础隔震措施

所谓装置减震,主要是指在进行建筑物结构抗震设计时,在建筑物基础部位与上部建筑之间布设特殊的装置,以减少地震向上传递的作用。通过有关调查结果显示,其最多能够减少地震对建筑传递的2/3的能量,但装置减震措施不适用于高层建筑设计工作,这主要是由于在高层建筑中设置装置会增加建筑物自身结构的自振周期,从而无法达到减震的效果。常用隔震措施主要包括粘弹性隔震、摩擦滑移隔震等,常用装置主要包括混合隔震装置与橡胶垫装置等。

3.建筑层间的隔震措施

在建筑工程施工过程中,层间隔震措施操作便利、工序简单,但相比于其他类型的隔震装置,其隔震效果不是很明显,大约只能够达到地震能量的1/10~3/10。所谓建筑层间隔震,其主要是指在建筑物结构各楼层间隔内设置减震装置,以减弱地震能量,从而降低地震对建筑物造成的危害。对于建筑层间隔震措施装置的设置,类似于基础隔震。

4.建筑结构悬挂隔震措施

所谓悬挂隔震措施,其主要是指在进行建筑物结构设计时,将大部分结构或是整体结构进行悬挂,即为设计成悬挂结构,通过采用此种设计方式,能够有效降低地震所产生的影响。当发生地震灾害时地震能量不会传递至悬挂的建筑结构,从而有效减小地震造成的损害。对于建筑结构悬挂隔震设计,其主要适用于大型的钢结构构建,且通过采用此种设计方案,可满足建筑物隔震要求。大型钢结构往往被分成两部分,一部分是主框架,另一部分则是子框架,子框架与主框架在悬挂体系内是相辅相成的,由于子框架是被架在主框架之上的,所以,当地震发生时,主框架在发生摇摆和晃动的时候,子框架会通过活动的吊杆和锁链来减弱地震的能力,进而降低地震对整体建筑结构的破坏程度,起到抗震效果。

5.建筑抗震加固措施

在进行建筑物地基抗震设计工作之前,相关人员应当在正式施工开始之前,依据工程抗震设计需求,做好相应的准确工作。同时,在进行建筑施工设计时,需要在建筑物关键部位进行抗震装置的安装。此外,在建筑物竣工之后,如果想要对其进行抗震加固作业,则需要采用增加阻尼的方式,在建筑结构上重新加强消能减震的装置。

结语:目前,我国建筑行业已经开始注意到了建筑物本身抗震性能的重要性了,所以在许多建筑物的结构设计阶段就已经开始将抗震意识渗透到设计思路之中了,这不仅仅只是工程技术进步的表现,更是由于国家政策的不断推进,建筑行业正在不断的找寻更为先进的建筑技术,并且将其运用到具体的建筑施工当中。有效的提高建筑物的抗震性能,能够有效的延长建筑物本身的使用寿命,也能够在一定程度上为人们的的生命和财产安全提供相应的保障。

参考文献:

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[3]张浩.关于建筑结构抗震设计若干问题的讨论研究[J].工程技术:文摘版,2016(11):00004-00004.


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