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建筑结构抗震设计方法浅析

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【摘要】得益于我国建筑业的繁荣发展,许多诸如摩天大楼的复杂建筑已经崛起。在地震的影响下,高层建筑往往会损坏一定的薄弱地带,因此,抗震结构的设计非常重要。建筑结构的抗震设计可以提高建筑物的抗震性能,在发生地震时保持建筑物的安全与完整,并最大程度地减少由于地震造成的建筑物损失。

关键词建筑结构;抗震设计;施工

1建筑结构抗震设计概述

1.1抗震设计目标与原则

为了提高建筑结构的抗震性能,需要明确设计目标。该设计主要是针对建筑整体,提高其抗震性能,避免在设计中出现薄弱环节,进而影响结构的整体性能。设计抗震的过程中,应该根据建筑设计原则进行操作。第一,抗震设计要把握建筑的整体结构性能,通过严谨的计算、受力分析提高结构的坚固性。第二,实现结构的合理设计,力度均匀分散,避免结构的薄弱环节。第三,确保结构具有足够的刚度用来对抗地震的冲击,提高结构抗震能力。

1.2结构抗震的计算与验算

第一,底部剪力计算法。该算法具有一定的理想性,以简易的倒三角形进行计算,数据结果精度有待提高。第二,振型分解反应谱计算法。计算的结果可以更加准确,主要采用的是振型分解的原理和反应谱理论对程度最高的地震反应进行分析与计算。第三,时程分析计算法。实现了计算结果的准确程度的提高,利用地震波对建筑结构的影响,采就用运动微分方程进行计算。计算完毕后,还要结合有关规定进行验算。验算时要采用弹性变形验算的方法,减少地震对非结构构件的伤害。在验算时,还要对多遇地震下的结构强度进行验算,这样才能减少结构构件被破坏的可能性。如果建筑遭遇到罕见的地震(级别很高,破坏力极强),需要进行结构弹塑性变形的验算,避免建筑因地震级别过高而坍塌。

2抗震设计的关键问题分析

2.1高度与宽度设计

建筑抗震性能的强弱在某种程度上还取决于建筑高度与宽度的设计比例是否合理。通常高宽比过大的房屋建筑,其抗震性能往往比较差,一旦遭到地震袭击,易受到较大破坏。原因是,若房屋建筑高宽之比较大,那么地震来袭时建筑结构就会发生严重的倾斜和侧移,更易倒塌。一般房屋建筑的高度越高,受到地震的破坏往往更加剧烈,因此也就意味着在建筑抗震设计过程中,须确保高度和宽度比例设计合理。特别是地震多发地区,应严格限制建筑高度。这样地震发生,就不会产生很大振幅,从而大幅提高建筑的抗震性能。

2.2建筑结构体系需要严谨科学地做出选择

①尽量避免因部分结构问题而影响整体抗震性能;②灵活运用钢筋混凝土,确保建筑具有良好承受力、地震波动消耗能力;③要在确保建筑设计计算图明确的同时,保证地震作用能够科学有效传递;④保证建筑结构具有一定刚度与强度,同时要使得它的这些性质在建筑整体当中均匀表达。既要防止在建设中可能出现的局部变形,也要保证建筑节点不会遭到破坏,全面提高建筑的抗震能力。对于我国的建筑结构,它的结构应具有一定的规则性,这种规则性在三个方面有所表现:第一,建筑主体的抗侧力在主轴方向上变形以及刚度性能都要确保相似;第二,当布置平面的过程中,一定要确保一样方向的抗侧力结构刚度均匀;第三,抗侧力结构通常是竖向断面,它的均匀程度比较高,需要防止突变。针对于抗侧力类型,有着不同的结构体系,同时也有一定的适用范围

2.3科学严谨地确定建筑物防震缝宽度

在一些地基的不均匀位置中,建筑物的整体长度较大以及建筑物的错层较大的时候,必须要设置防震缝,在进行防震缝设计过程中要基于国家以及行业规定的措施与手段开展,对此要遵循以下两点因素:①在建筑物的整体高度小于15米的时候,可以设置7厘米左右的防震缝;②在建筑物高度高于15米的时候,6度则要增加高度五米,7度要增加高度为四米,8度要增加高度为3米;9度要增加高度为两米;而其防震裂缝的宽度则要增加20厘米左右。在对其进行设计的过程中,工作人员要在要求规范的基础之上,合理的应用图表法、公式法以及表格方式确定防震缝宽度的设置,进而提升抗震设计的质量与效果。

2.4科学严谨地布置建筑的平、立面

2.4.1首选规则简单的建筑结构

很多的设计者在实际的设计过程中,设计的作品都体现复杂性,主要是为了突出自己的设计理念,但是在遇到地震灾害时,就不能将地震带给建筑的冲击受力情况作出预测。虽然较为简单的建筑结构在设计的过程中,可以在遇到地震的问题上进行计算模型的建立进行设计软件的利用,进一步地综合性地分析建筑结构的位移内力,对此就可以实现薄弱部位建筑结构更为坚固的目的。

2.4.2建筑刚度的中心和结构质量中心相一致

常常在设计的过程中遇到竖向的分布上出现和质量不相一致的问题出现。比如在设计层高范围内框架填充墙的过程中,因为有楼层错位存在,框架就会出现短柱,如果遭遇到地震的危害,就会严重地影响建筑的结构,对此就应该对其建筑的质量以及刚度等变化做出有效的预防措施。

2.4.3建筑的平、立面刚度以及质量分布要对称

刚度若是出现和质量分布不一致的情况,因为地面平动分量,导致扭转振动产生,所以就会带来影响,对此就应该和质量以及建筑的独立单元建筑的刚度以及应力相一致,刚心应该和质心相重合,才能实现整体建筑更为稳定的目的。

2.5合理选择抗震场所

一般情况下,在建筑抗震设计中,要合理选择抗震场所,要尽可能避开易液化土,软弱地土等不利于抗震的场所。如果实在无法避开的话,就要制定相应的抗震加强措施。严格根据抗震设防类型,对地基及上部结构实施整体性加强措施,根据地基液化等级标准,制定相应的地基液化沉陷措施。

3建筑结构抗震设计注意事项

对于建筑抗震设计而言,要想确保其抗震性能,设计人员要做好以下几方面工作。

(1)建筑布局设计要科学、合理,确保结构受力体系清晰,避免出现应力集中,地震作用不均匀分布的情况,在此基础上抵御地震作用对建筑结构造成的影响。

(2)建立完善的抗震体系,设置多道防线,以此保证在地震的持续作用下,有足够的耗能构件可以吸收地震作用,防止出现倒塌的风险。

(3)依照不同建筑设防类别,调整建筑梁、墙柱等节点部分的抗震等级,确保在中震、大震等罕遇地震作用下抗震性能目标的实现。

4结语

综上所述,随着社会经济的快速发展,在我国相关行业中,建筑抗震设计应用范围日益扩大,并取得了显著效果,建筑结构抗震设计体系也日益完善,但还存在一些没有解决的客观问题,对相关行业可持续发展带来了影响。基于此,相关管理部门必须要重视地震破坏原因的分析与研究,以此有效制定建筑结构抗震设计总体原则和方法,从而促进建筑抗震设计能够满足相关规定需求,提高其抗震设计能力。

参考文献

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文章分类: 优秀论文
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