建筑工程结构设计中的抗震设计
2020-09-10陈丽娟
摘要:在现代建筑物建设过程当中,除了要保证建筑物的美观以外,更重要的还是要不断完善建筑物的性能,提高建筑物的建设质量,为居民提供更为安全的居住环境。基于此,本篇文章主要首先指出建筑结构抗震设计中存在的问题,随后探讨了设计的方法,在设计过程当中存在的问题,最后提出了相关的策略,以供相关单位参考。
关键词:建筑工程;结构设计;抗震设计;意义分析;存在的问题;策略探讨
引言:
建筑企业必须对抗震设计引起高度的重视,要认识到抗震设计所针对的不仅仅是地震多发地区,而是每个建筑物设计过程当中都需要注重的,如果采取忽略的态度,则会带来大量的人员伤亡以及经济损失,同时还会给企业带来许多负面影响,不利于企业的可持续发展。
一、建筑结构抗震设计中存在的问题
由于城市用地越来越紧张,所以城市的土地价格是比较高的,而建筑商为了减少成本投入,在建筑设计的时候没有做好建筑点的选择工作,导致有的建筑物是建设在无法满足建设要求的地点上,比如地震断裂带,当发生地震的时候会带来严重的人员伤亡。其次,材料对于建筑物的抗震性能也有着重要的影响,但是部分施工企业却并没有做好材料的选择,同时我国在抗震材料方面的研发还不足,设计师也缺乏抗震设计方面的经验。
二、在建筑结构当中的抗震设计方法
(一)從总体设计的角度出发
我国大部分地区并不属于地震多发区,因此,相对于日本这些地震多发地区在房屋抗震设计方面的经验还不足,因此,在设计过程当中,必须要强化整体设计,积极借鉴其他国家的相关经验。比如日本在进行建筑设计的时候,在建筑底部会采用弹性结构,抗震设计的重点是集中在建筑物的框架优化方面。像建设50米高的建筑物的时候,可以在建筑物地基的位置安置0.3米到0.4米的橡胶层,当发生地震的时候可以祈祷缓冲的作用。另外还采用交错设计的方法,在建筑物的底部会铺设0.09平方米-0.16平方米的橡胶棍,并且橡胶棍之间的间隔会控制在0.8之内。当发生地震的时候,橡皮棍会因为压力而发生变性,但随之也会帮助建筑物抵消一部份震波,并且在地震结束之后会马上恢复原来的状态,为下次地震来袭做好准备。
(二)从传导设计的角度出发
传导设计主要是从力学的角度来思考的,因此,在设计过程当中根据力学原则,可以利用不同的渠道将竖直部位的压力进行传导。在设计工作当中工作人员可以将夹层放置在建筑物的底部,让建筑物的围护结构以及钢筋混凝土来进行力的传导,持续保留倒立的功能。比如在建筑物建设设计过程当中,斜式墙可以向地下室内部倾斜15度,然后选择钢筋水泥作为建设的原料,建设0.1-0.2左右的混凝土板,并将其放在地下室墙体的中间位置。当发生地震的时候,就可以利用墙体将压力传导在地下,减轻整个建筑物结构所承受的瞬间压力,防止建筑物出现坍塌。
三、提高建筑物抗震设计效果的相关建议
(一)提高建筑物结构设计的合理性
建筑物结构设计师抗震设计的基础,与建筑物自身的稳定性以及寿命有着直接的影响,所以在结构的设计的时候一定要处理好平面和竖直平面之间的关系,做好建筑墙体、支撑柱以及层面方面的设计工作。同时在设计过程当中,要结合我国规定的抗震等级标准,在设计的时候强化一下几个细节。首先,建筑物的平面结构要和竖直面的结构相呼应,分部要有秩序,建筑物的整体中心与刚度中心要实现重合;其次,在设计过程当中,可以适度的降低建筑物垂直面上的重心,让你整个建筑物的结构分布保持一致;另外,则需要强化细节方面的设计,尤其是建筑物构建的强度和刚度,既要满足建筑物的实际需求,又要符合抗震标准。
(二)选用合适的地基材料
地基是建筑物保持稳定的决定性因素,因此,在进行地基设计的时候,可以选择一些高性能的抗震材料,对地基进行特殊处理,以此来提高建筑物的抗震能力。普通建筑物在进行地基建设的时候,所使用的原料主要是沙石以及粘土,而抗震建筑地基建设过程当中会使用一些新型的原料,比如说沥青,它可以大大提高建筑物的抗震性能,拥有良好的隔震效果。
(三)选择合适的分体系结构
要想提高建筑物的抗震性能,就必须必须要优化建筑物的内部结构,发挥出每一个部分的作用。进行分体系结构选择的时候,工作人员必须要结合各个体系的功能,然后进行合理的搭配。在现代建筑设计活动当中,结构设计的类型越来越多样,因此,建筑物分体结构的种类也越来越丰富,一般而言,所使用的建筑结构主要是砖混结构、框架剪力墙结构以及钢结构等(如图一所示)。不同的结构会带来不同的抗震效果,比如砖混结构主要是以砖砌体为材料,而这种材料本身的脆弱性是比较强的,所以抗震效果并不好。而钢结构主要是以钢筋混凝土所构成的,混凝土本身的承载力比较强,同时,钢筋又具有较强的韧性,所以发生地震的时候,抗震效果比较明显。但是钢结构相对于砖混结构而言,施工环节也更加复杂,需要投入大量的人力资源,成本比较高。
五、结语
综上所述,目前城市建筑越来越复杂,并且楼层的高度越来越高,如果不做好抗震设计,很有可能会导致建筑物的稳定性变差,在后期使用当中出现坍塌,或者是楼层倾斜等情况。因此,企业在设计过程当中,必须要遵循抗震设计的原则,采取一些对性的措施来提高建筑物的抗震性能。
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作者简介:
陈丽娟,科兴建工集团有限公司。