摘要:本文簡述了建筑結構抗震設計的內(nèi)涵,分析了建筑結構設計中的抗震設計的現(xiàn)狀及應遵循的原則,并對建筑結構設計中的抗震設計的方法與措施進行了探討,以供參考。

關鍵詞:建筑工程;結構設計;抗震設計

在進行建筑結構抗震設計時,設計人員一定要了解地震中地面運動對周圍建筑造成的破壞,建筑結構設計中,嚴格按照抗震等級進行設計,相關的抗震性能指標也要符合設計要求。最終確保構件質(zhì)量、結構型式、設計外形都達到設計要求,在地震發(fā)生時建筑可以表現(xiàn)出很好的抗震性能,將地震對人們生命及財產(chǎn)造成的損失降到最低,確保居住人們的安全。

1建筑結構抗震設計的內(nèi)涵

由于地震是一種難以預測的自然災害,一旦發(fā)生帶來的直接后果十分嚴重,所以,應該從提高建筑結構整體的抗震性能出發(fā),加強其抗震設計。具體來說,在建筑工程建設期間,相關企業(yè)和工程師需要結合實際情況來綜合考慮建筑結構的抗震設計,不同結構單元之間應該采取有效分離或連接的方式。一般情況下,建筑應該采用加強連接的方式,設置多道抗震防線來避免或減小地震后余震對建筑本身的破壞。而正確處理不同構件間的強弱關系有利于形成多道防線,以此來提高整個建筑的抗震性能。只有保證建筑構件具備較強的穩(wěn)定性、剛度以及延性等特征,才能在真正意義上體現(xiàn)建筑結構的抗震性能,進而保證建筑結構的完整性。

2建筑結構設計中抗震設計的現(xiàn)狀

當發(fā)生地震之后,在地殼中會快速釋放能量,在能量傳播的過程中出現(xiàn)振動,同時還伴有地震波的發(fā)生,地震屬于一種自然現(xiàn)象,當?shù)厍虬鍓K和板塊之間相互擠壓碰撞,就會出現(xiàn)錯動和破裂,振動波會從震源向地面擴散。地面建筑如果隔震措施不完善,就會整體坍塌、墻體裂縫、建筑傾斜等問題。傳統(tǒng)建筑抗震設計中,設計工程師不重視抗震設計,導致地震發(fā)生后很多建筑發(fā)生整體性坍塌,造成大量人員傷亡,在08年汶川地震之后的震害調(diào)查顯示,在相同地區(qū)嚴格執(zhí)行01抗震規(guī)范設計的建筑出現(xiàn)重大危害的情況相對較少,而多數(shù)出現(xiàn)較大震害的建筑為未經(jīng)設計或設計位嚴格執(zhí)行01抗震規(guī)范,從事建筑的各個行業(yè)都逐漸認識到抗震設計的重要性和必要性,結構設計也將抗震設計作為重要的設計環(huán)節(jié)。

3建筑結構設計中抗震設計應遵循的原則

3.1規(guī)則性原則

建筑結構抗震設計中要遵循規(guī)則性原則,規(guī)則建筑結構構件布置規(guī)則可以緩解地震造成的破壞,對不同的結構進行設計時,確保設計建筑外觀的規(guī)則性,這樣不僅可以保證建筑外觀的美觀,提高視覺效果,當發(fā)生地震之后,由于建筑自身規(guī)則或?qū)ΨQ,那么所發(fā)生的位移也是有一定規(guī)律的,雙向受力和變形可以基本保持一致,如果建筑外形設計不均勻,那么在雙向地震作用時受力和變形出現(xiàn)嚴重偏差,同層構件、層與層之間位移差過大引起結構性破壞?拐鹂p設計要科學,如果建筑要求有不規(guī)則的結構設計,簡單有效的方式就是設置抗震縫將不規(guī)則建筑分隔為規(guī)則的若干塊規(guī)則單體建筑,在最大程度上保證房屋整體結構的抗震性能。

3.2連續(xù)性原則

對建筑進行抗震設計中一定要遵循連續(xù)性,結構構件水平、豎向的連續(xù)是結構體系抗震性能的保障,結構構件設計不連續(xù),引起建筑整體在構建不連續(xù)處剛度突變,在局部區(qū)域引起應力集中,引起結構局部破壞。在房屋結構設計中,建筑平面的規(guī)則性和豎向的規(guī)則性都對結構抗震性能有重大影響,平面不規(guī)則對建筑扭轉(zhuǎn)不利,建筑豎向不規(guī)則對地震水平力的豎向傳導不利。頂部凸出就是豎向不規(guī)則的一種,突出部分剛度、高度都要嚴格控制,如果發(fā)生地震,在震動后就會出現(xiàn)鞭梢效應,在建筑頂部凸出部分出現(xiàn)地震水平力成倍放大,對房屋造成的損害非常大。

3.3構件布置簡潔性

結構構件布置簡潔,結構體系的豎向和水平荷載的傳導明確直接。構件布置越簡潔,結構整體或構件的內(nèi)力與變形分析結果與結構實際受力與變形越一致,有利于設計時做出有效的補強措施,提高建筑的抗震性能。

4建筑結構設計中抗震設計的方法與措施

4.1采取滑動抗震的設計方式

很多建筑結構中進行抗震設計時,都選用了摩擦滑動技術,為了將抗震效果達到最佳,通常會和限位裝置一起配合使用。當前使用的水平滑移材料有很多種,例如有石磨砂漿、聚四氟乙烯滑板、滑石粉、不銹鋼板等,該技術在運用過程中科學使用了滾軸、滾珠,二者具有很好的幾何復位效果,對于摩擦擺隔震系統(tǒng)而言,主要應用了滑動支撐技術和多層橡膠技術,要求不銹鋼的表面必須是凹球面,具體在建筑結構中應用之后,在結構自重的作用下產(chǎn)生恢復力,施工設計中使用的摩擦滑移裝置具有很好的初始剛度,地震發(fā)生之后這一結構可以在水平方向進行滑移,但卻沒有增加結構的剛度,避免這一建筑結構遭到地震的破壞。如果發(fā)生了小型地震,應用的摩擦裝置會產(chǎn)生很大的摩擦力,有效抑制結構發(fā)生水平位移,這樣建筑整體結構和地面都會在同一個運動節(jié)奏上,地震的水平力增大后,如果超過了這一裝置的最大摩擦力,在裝置的滑移面發(fā)生滑移,摩擦滑移裝置在最大程度上發(fā)揮其隔震作用,實際傳遞到建筑結構內(nèi)部的地震力就會變小,雖然地面震動變得激烈,但是建筑震動幅度并不大,有效避免了結構發(fā)生的破壞。

4.2采取加強結構構件抗震的設計方式

設置多道抗震防線,設計使建筑有足夠的剛度和變形能力,使結構構件體系能有效抵抗地震作用下產(chǎn)生的地震力。設置必要的抗力構件和吸能構件,抗力構件抵抗地震作用時建筑所承受的地震作用力,吸能構件通過破壞等方式吸收消耗地震能量,保護其他重要構件的安全?沽嫾纫凶銐虻膭偠,還得有一定的協(xié)調(diào)變形能力,足夠的剛度為保證在地震作用下大部分內(nèi)力有這部分構件承擔,一定的協(xié)調(diào)變形能力為保證耗能構件先于破壞吸收消耗地震能量,從而保證結構安全。耗能構件作用主要是在地震作用時吸收消耗地震能量,是結構體系中首先破壞的構件,其破壞后吸收地震能量,結構體系內(nèi)力重分布,但同時又不影響結構體系的整體安全。

4.3分析建筑結構隔震的處理技術

為了達到很好的抗震效果,在建筑結構設計中可以選用不同的抗震處理方式,其中懸掛隔震作用效果好,因此在設計中被廣泛應用。懸掛隔震設計原理是將所有結構重量都懸掛起來,這樣當發(fā)生地震后,地面會發(fā)生震動,但是由于和地面接觸的結構重量都被懸掛后,地震波就不會將破壞力傳遞到建筑上層,傳遞的破壞力十分有限,產(chǎn)生不了慣性力了,最終起到很好的隔震作用。一些大型的鋼結構中很大范圍使用這種隔震方式,因為大型鋼結構主要材料為鋼,鋼構結構自重較輕,應用這種懸掛隔震措施有一定的優(yōu)勢,操作簡單,作用效果好,提高建筑整體的隔震效果。大型鋼結構重量都分布在主框架、子結構上,在子結構框架中使用吊桿進行懸掛,將離主框架與子結構進行隔離,發(fā)生地震后,只有主要的承載結構會承受地震波,而所有的懸掛裝置都不會受到地震波的影響,有效控制結構在地震發(fā)生時的反應幅度。當?shù)卣鸩▊鬟f到懸掛位置后,破壞力會被削弱,建筑結構中的子結構不會受到慣性力的破壞。

5結語

綜上所述,通過以上對建筑結構設計中的抗震設計分析,在設計中必須遵循規(guī)則性和連續(xù)性,保證建筑結構設計符合國家標準,建筑不同結構之間有很好的聯(lián)系,將建筑形成一個整體,做好建筑的隔震設計,當發(fā)生地震后,通過隔震作用傳遞給建筑上層的破壞力減少,當?shù)孛姘l(fā)生運動后,由于建筑是一個整體結構,各個結構之間的連接性很好,建筑結構對稱,這樣不會出現(xiàn)局部受力較大,進而破壞整體結構效能的問題,有效保證建筑結構的安全。

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