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建筑结构设计与减震设计分析

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摘要:

随着建筑行业的快速发展,对建筑工程的质量和安全性有了更高的要求,所以建筑结构设计非常关键,直接关系到建筑整体结构的稳定性和安全性。在建筑结构设计中,减震设计是重要内容,地震会对建筑物造成严重的破坏,所以为了提高建筑的抗震性能,要加强减震设计水平,提高建筑的稳定性和安全性。文章对于建筑结构设计以及减震设计进行了简要的分析,对于提高建筑结构设计水平具有重要的意义。

关键词:

建筑;结构设计;减震设计

建筑结构设计是针对建筑各个受力部位的结构方式进行的设计,要最大限度的保证建筑结构的稳定性和安全性。建筑在建设过程中以及投入运营后,会受到各种应力的作用,从而对建筑结构的稳定性产生影响。如果建筑结构设计水平不达标,就会因为承受的荷载太大而发生变形、倾斜等现象,直接影响到建筑的安全。减震设计是建筑结构设计中的重要内容,所以在结构设计时,应该对当地的地质状况进行详细的勘察,然后在结构设计中采用适宜的减震技术措施,最大限度的提高建筑的抗震性能,确保建筑的安全使用,为维护社会稳定创造有利的基础。

1结构设计概述

结构设计就是对建筑物中各受力部件进行合理的分析,计算各部件所承受的荷载极限,从而本着稳定性和安全性的原则,对各个结构进行合理的设计。结构设计的核心就是确保建筑整体结构的稳定性,在遇到各种应力干扰的情况下,能够承受应力的变化,保持建筑结构的原有状态。建筑结构设计中的主要元素包括:基础、墙、柱、梁、板、楼梯、大样细部等等,也就是构成建筑物的框架,是支撑整体建筑的重要受力构件。在建筑物内部构成体系中,这些构件之间的受力会相互传递,需要承受竖向或者水平方向的各种应力,所以对构件的抗力性有较高的要求。只有确保这些构件的稳定性,才能够最大限度的保证建筑物的安全。

2建筑结构设计的过程

建筑结构设计主要可分三个步骤,首先是结构方案设计,根据建筑物的使用性质、地质结构、施工方式、层高、抗震设防烈度等,在对不同结构形式的受力特点分析后,确定结构设计中的受力构件和承重体系。其次是对结构进行计算,包括荷载计算、内力计算和构件的设计,以确保结构设计中各部件符合受力标准。最后是施工图设计,将建筑结构设计师的意图通过图纸表达出来,对于施工过程中每个环节的操作都有详细的说明,从而确保建筑结构设计的完整性。

3建筑结构设计的要点

3.1重视概念设计概念设计是在对建筑的力学性质以及结构原理有深刻的了解后,对设计对象进行的宏观控制。通过概念设计理念,能够选出最佳设计方案,对于总结构以及分结构的布局会进行详细的分析,并且具有丰富的结构设计经验,从而能够确保设计方案的合理性、科学性。概念设计理念能够从宏观的角度去审视,对于存在的缺陷和瑕疵可以明确的指出,由此弥补了设计思路上的缺陷。

3.2刚柔相济良好的建筑结构体系应该是刚柔相济的,太柔的结构虽然可以很好的消减外力,但容易造成变形过大而无法使用甚至全体倾覆。结构太刚则变形能力差,强大的破坏力(如地震)瞬间袭来时,会吸收较大的能力,容易造成局部受损最后全部毁坏。但是在设计规范中并没有对刚与柔的设计比例给予一定的标准,所以刚柔相济的结构乃是设计者的最高追求。

3.3做好抗震设计抗震设计是建筑结构设计中的重要内容,也是体现建筑结构设计水平的重要标准。在抗震设计中,应该遵循“大震不倒、中震小修、小震不坏”的原则,但是由于地震具有随机性,所以破坏机理比较复杂,在抗震设计中不能够完全依靠理论上的计算参数,还应该根据在长期抗震中总结出的经验来设计,灵活运用抗震准则,提高建筑整体的抗震性。

3.4多道设防安全的结构体系应多层设防,不应该将希望全部寄托在某个单一的构件上,一旦此构件遭受破坏,后果不堪设想,有可能造成整个结构体系摧毁。所以应该在结构设计中采用多道设防,在受到应力作用时,会多个构件共同抵抗应力荷载,结构应该预留足够的安全储备,才能够确保建筑结构的稳定性和安全性。

4建筑结构设计的减震设计

减震技术是建筑结构设计中的重要内容,是建筑物在面临地震时,能够最有效的减少地震对建筑物造成破坏的重要保障。减震设计是在对地震对建筑物的作用原理分析后,采用适宜的结构设计方法,提高建筑的抗震性能,最大程度的避免地震对建筑物造成的破坏。在对建筑结构的减震原理进行分析后,可以总结出以下三种减震设计技术。

4.1消能减震消能减震技术主要是在地震发生时,通过耗能结构元件的设计安装能够有效的吸收地震所带来的能量波,从而减少对建筑结构主体所造成的破坏。这种设计方式充分的利用了建筑结构的附加阻力,通过减震装置的设计使用,能够有效的缓解地震对建筑所产生的反应程度,将产生的能量波逐渐消耗,从而提高抗震性。这项减震技术的应用范围较广,在钢结构的建筑中可以使用,在建筑上层的隔震层中也可以使用,都能够达到减震的效果,从而确保建筑在面临地震时的安全性和稳定性。目前主要的减震装置有如下几种,塑性阻力器、摩擦阻力器和粘滞阻力器等减震装置。

4.2机械减震这里主要指无粘结钢支撑减震体系,通过利用建筑结构内部钢支撑和外包钢管之间的不粘结性或是在内部钢支撑与外包钢筋、钢管混凝土上涂抹无粘结漆,从而形成滑移界面。在滑移界面建造中所使用的机械材料,在材料尺寸上要精心设计、施工,形成内部和外包层之间的相对滑动,防止内部钢支撑结构发生横向变形、整体弯曲或局部弯曲。

4.3跷动减震地震对建筑物的破坏就是从基础部位向建筑整体传递的能量波,从而对整个建筑的结构稳定性产生影响。跷动减震设计技术就是减少这种能量波的传递,如果建筑是一个牢固的整体结构,当底部受到能量波动时,势必会牵动上部结构,但是如果在建筑上部结构与下部的基础在竖向采用不紧固设计时,就会降低能量波的传递,从而减缓地震对建筑物造成的破坏。还可以对建筑结构中承受地震能量波较大的柱以及支撑等结构与建筑下部基础实行不紧固设计,也可以减少能量波的传递,有效缓解地震造成的破坏。

5结束语

建筑结构是整个建筑的骨架,是建筑承受荷载的重要组成部分,一旦建筑结构不稳定,那么整个建筑都会存在安全隐患。在建筑结构设计时,应该对建筑的使用性质、地质结构、层高以及建筑形式等进行综合分析,进而对其进行合理的结构设计。在结构设计中,应该加强减震设计水平,在分析建筑结构的受力状况后,采取有效的减震技术,提高建筑的抗震性能,从而确保建筑结构设计的稳定性和安全性。

参考文献

[1]季新强,张志强,郑雪霆.高烈度区高层建筑结构与减震设计研究[J].建筑结构,2013.

[2]吴宏磊,丁洁民,崔剑桥,等.超高层建筑结构加强层耗能减震技术及连接节点设计研究[J].建筑结构学报,2014.

[3]王娜.浅谈建筑结构设计与减震设计[J].黑龙江科技信息,2015.

作者:周晓杰 单位:邯郸市人才交流开发中心

建筑结构设计与减震设计分析责任编辑:杨雪    阅读:人次