建筑工程结构设计中抗震问题的分析
2022-03-27陈海洋
陈海洋
摘要:建筑结构的质量和刚度在一定程度上代表了工程的质量和强度,在设计阶段应当从二维和三维的角度分别体现规则。设计复杂程度的提升可能会带来质量与刚度的不均衡,这种类型建筑结构的抗震能力相对更弱,在面对强力的震动时大概率发生断裂或扭转问题,导致建筑主体产生严重的损坏。建筑结构的整体布局也是影响工程抗震能力的主要因素之一,案例显示不规则或不对称的建筑结构,在面对强震动时,发生扭转或断裂的概率更高。鉴于此,本文主要分析探讨了建筑工程结构设计中抗震问题,以供参阅。
关键词:建筑工程;结构设计;抗震问题
引言
在现代社会快速发展的大背景下,建筑业与人们的日常生活息息相关。同时,现代建筑人们也对现代建筑提出了更高的要求。建筑本身是人们日常生活中必不可少的重要设施。人们的生活、学习、工作等都需要依靠各种类型的建筑。在建筑工程设计过程中,抗震设计一直是一个非常重要的部分。实施抗震设计有利于保证建设工程质量。因此,在抗震设计过程中,应结合周边环境和建筑工程的实际情况,确保抗震设计的合理性和科学性。
1建筑工程结构抗震性设计的重要意义
我国国土范围内易发生地震灾害的地质很多,常常会发生一些小震级的地震,但不能因为地震等级小而选择忽视,地震是属于一种较为常见但破坏力极大的自然灾害,具有极强的破坏性,且危害大,随机性强,不易察觉,如果建筑工程不具备抗震性必然会难以保障人们的生命财产安全。也正因如此,国家制订了抗震设防三个水准目标,即“小震不坏、中震可修、大震不倒。”依据这一要求,我国建筑设计界注重对建筑工程结构抗震性能的研究和分析,并取得了一定的成果。建筑工程抗震设计和抗震技术的不断进步,为人民的生命财产安全带来了高度的保障,在很大程度上减轻了地震的危害。随着科学技术和经济的发展,研究建筑结构的抗震性能,制订不同地区相应的抗震设防标准仍有必要。如何有效避免地震灾害的影响,必须在地震技术水平上尽可能地开展积极的研究,以满足人们生活质量的需要,提高建筑抗震水平。
2影响住宅建筑抗震性能的因素
(1)房屋结构的影响。在住宅建筑工程中,房屋结构会影响整个建筑结构的稳定性。例如,在住宅建筑中,若房屋的结构不规则,存在着上下大小不一致的问题,会降低房屋抗震性能的稳定性。又如,在跃层以及复式的住宅建筑中,由于他们的居住环境以及居住的舒适度明显高于平层建筑,但是,抗震性能较低,无法保证住宅建筑的稳定性。(2)房屋住宅居住时间的影响。结合房屋住宅的项目特点,当出现住宅居住时间较长的问题,其抗震性能无法得到保证,而且,在长期居住中,也会降低住宅结构的稳定性,导致其抗震性能不足。在住宅建筑中,其住宅结构每十年就会调整一次,这种情况下会降低住宅建筑的稳定性,对于一些年限较长的住宅建筑结构它们的抗震性能偏低。(3)住宅建筑后期改造的影响。房屋建筑中,大部分住宅建筑都按照设计结构进行施工,项目设计中明确标注了房屋结构中不能改变的位置,但是,在后期的住宅居住中,若人们为了满足自身的居住需求,会出现改造建筑室内结构的问题,当室内建筑中的承重墙被拆除,会降低整个住宅建筑的稳定性,同时也增加抗震不足的风险。
3加强建筑结构工程抗震设计的措施
3.1严谨选择建筑场地和地基类型
建筑物所处的地质条件以及地基的质量对建筑物本身的稳定性和抗震能力的影响是直接且关键的,建筑场地和地基类型的选择是提高建筑物抗震能力的基础要素。在敲定选择之前,首先要对所处区域的震动情况和强度进行全面的了解,借助科学技术手段掌握区域内的地质情况。确保信息的真实、有效且全面的基础上分析目标场地开展建筑工程的可行性。除此之外,还需要对建筑物的抗震水平有清晰明确的评估和认知,在设计阶段对结构进行合理的设计和安排,便于建筑物抗震理念的表达。如果评估结果显示目标场地不适合开展建筑工程,开发单位应当尽可能的转变建设地点,如果建设地点已经无法改变,就要通过技术手段或设计方法提高建筑物的应对能力。需要特别注意的是,高层建筑必须要建立在相对密度较高的土地上,保证建筑物的抗震能力和稳定性,充分保障使用者的安全和权益。
3.2依据抗震标准,规范平面及竖向设计
平面规则与建筑物的稳定性也存在一定的联系,这是设计人员在设计过程中必须考虑的因素之一。通常情况下,抗震建筑的平面是有一定标准的,比如,凹凸口的深度与宽度,平面长度不宜过长,不宜采用角部重叠或细腰形的平面布置。因此,结构平面布置应力求简单、规则、对称,避免刚度、质量和承載力分布不均匀。对于有较多凹凸口的复杂形状平面要进行特殊设计或采用一定的补救措施,以最大限度地保证建筑的稳定性。对于抗震高层建筑的结构竖向布置,应避免过大的外挑和收进,宜规则、均匀,结构的侧向刚度也应该做到上小下大均匀变化,竖向抗侧力构件宜上下连续贯通。
3.3采用具备防震性能的建筑材料
在现代建筑行业发展过程中,防震材料的应用己经为建筑工程防震设计提供了较好的思路,对此,可借助防震材料应用提高建筑工程结构的抗震能力,在兼顾经济性和适用性材料选用原则的基础上保障建筑工程防震设计的协调进行。其中,在传统建筑工程防震设计中,于建筑物底部铺设砂和粘土往往能吸收地震的能量,在此基础上,可借助沥青材料实现对于建筑工程基底的改造,不仅能发挥更加显著的抗震效果,同时也能充分加强建筑物整体的稳定性。此外,建筑围栏或墙体材料,一般可采用一些材质较轻的材料,其目的在于消除地震带来的危害,并通过减少建筑物的承载力以实现提高建筑物抗震性能的效果。例如,在当前建筑材料市场中,预应力技术的应用已经成为建筑工程结构设计中抗震设计的主要研究方向,与一般混凝土梁和预应力高度相比,预应力宽扁梁高度能大约降低30cm,既可以显著扩大建筑底部商住楼空间,又能进一步就建筑结构提升抗震性能。
3.4提升结构延性
如果建筑物的抗震性低于地震等级,则由于脆性破坏很容易倒塌。因此,建筑工程结构的抗震设计应提高结构的延性并增加其强度。可以改进以下内容:(1)延性材料。如果使用延性材料在发生弹性变形或重复弹性变形时,延性不会有明显下降。(2)杆件的延性。为了改善结构的延性,应检查结构部件的杆件的延性,例如塑性变形、能量耗散等。(3)构件的延性。某一个构件发生塑性变形和消耗能量的能力,可以通过提高墙体或框架的延性来改善建筑结构的整体延性。通常,建筑结构的延性与其抵抗塌陷或塑性变形的能力有关。可以在设计中使用以下方法:在平面上,增强突变处和转角处之类的延性;对于竖向,可以增强薄弱楼板延性;增加首道抗震防线部分的构件延性。
结束语
总而言之,我国地域广阔、地形多样,地震发生的因素不同,为了更好地加强地震抗震的技术规范水平,就要重视建筑结构的基础设计,从设计技术操作规范入手,提升建筑抗震性能,更好地提升后续房屋建筑的施工管理工作。
参考文献
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