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房屋建筑结构设计中抗震设计的应用

2019/09/30 阅读:

摘要:房屋建筑结构设计十分关键,其需充分满足住户的居住要求,其中抗震设计必须有强化房屋建筑抗震性能的作用。地震的危害巨大,只有在房屋建筑中优化建筑结构的抗震性能,方可确保建筑的安全性,维护住户的生命及财产安全。

关键词:抗震设计;房屋结构设计;安全性;土木工程结构

在地震的作用下会出现严重的损坏,因此,在工程设计中应将结构设计作为重点内容。结构设计具有复杂性和系统性,设计中要以工程实际为基础完善抗震设计方案,为住户提供安全舒适的生活环境。

1土木工程结构抗震设计的意义

土木工程结构设计中,抗震设计占据着重要地位,其可完善土木工程结构的抗震性能。设计者会采取多种科学有效的方式增大土木结构承受外力作用的能力,从而加强土木工程结构的稳定性及安全性。另外,抗震设计可显著增大土木结构的抗震能力,若土木结构设计的抗震能力较低,则在地震工况下会出现结构变形或建筑物倒塌问题。所以结构抗震设的设计目标就是使建筑物经抗震设防后,减轻建筑的地震破坏,避免人员伤亡,减少经济损失。确保建筑结构“大震不倒,中震可修,小震不坏”的设计原则。

2土木工程结构抗震性设计的原则

为了让土木工程项目在结构设计中取得理想的抗震效果,改进抗震设计的质量,工程设计中,设计人员需准确把握土木工程结构抗震设计的主要原则,以下笔者对简单化原则、整体性原则和抵抗性原则予以简要分析和阐述。

2.1简单化原则

在土木工程结构设计中,结构形式越简单,其抗震性能越好。与复杂的土木工程结构体系相比,简单的土木结构体系可加强结构力学计算的准确性,做好土木工程结构设计的平衡性控制,有效简化抗震结构设计。同时,简单的土木工程结构还可降低地震作用力对结构产生的负面影响,从而减少建筑所要承担的地震作用力,保证结构抗震设计的质量。

2.2整体性原则

为了加强土木工程结构设计中抗震设计的优越性,应立足整体对土木工程结构抗震设计加大控制力度。由于土木工程项目结构的抗震性能概念作用于工程体系的每一个部分,所以在土木工程抗震结构设计中,也要从多角度加强设计的科学性及全面性,规避各项因素的影响,增强不同结构构件的协调性。设计人员还要仔细分析不同部位的力学作用特征,不断优化并完善结构的抗震性能,以保证结构的稳定性、安全性和整体性。

2.3抵抗性原则

为了让土木工程结构受到地震作用时依然具有较强的稳定性,设计人员需在设计中采取多种方式保证结构体系的抗地震能力,确保土木工程结构具有良好的安全性和稳定性,尤其要重视结构的抵抗性设计。土木工程结构设计中,要先预测理想状态下的抵抗力,保证结构在出现地震灾害时能够将损失降到最低,其也是预防地震作用力负面影响的重要举措,设计中必须对其予以高度重视。再者,为了增强结构的稳定性,还需严格控制抵抗力,注重力学体系受力平衡。

3建筑结构设计中的抗震设计

3.1建筑选址

建筑结构抗震设计中,建筑选址发挥着不可忽视的作用,虽然地震对建筑的伤害十分明显,但是合理选择建筑建设的位置却能够显著的降低地质灾害对建筑物的作用和发生的可能。如发生地震,建筑会出现较为明显的相对移位。不同结构和土体对建筑结构的影响程度也有所不同。若在建筑设计和施工中无法优化土体的性能,则一方面会直接影响建筑结构自身的性能,另一方面也会引发建筑物严重的变形问题。所以,项目选址的过程中,要以可释放地震能量的区域为首选,全面考量周边的地貌和地形,选择在平坦开阔、土质良好的土地上建设建筑工程。土体的密实度较高,性状理想,刚度和强度较大,更能够承受建筑结构不同组合形式的力的作用。若无法规避软土地质区,则设计人员应当在设计中充分发挥自身的优势,以丰富的经验采取有效的优化改进处理措施,并根据工程的抗震级别采取针对性的加固措施,进而有效缓解地震对结构稳定性和安全性的威胁。

3.2设置多道防线

在建筑结构抗震设计中,设计人员应当结合实际设置多道防线,这可有效减轻地震对建筑物稳定性和安全性构成的负面影响。设计人员需在建筑抗震体系中融入延展性能十分优越的构件,同时也可将其作为第一道防线,将其他建筑构件视为第二和第三道防线。如发生地震,且第一道防线损坏后,则可充分利用第二道和第三道防线来减轻地震对建筑的冲击,进而减少人员及财产损失。

3.3优化布局,削弱地震能量

削减地震能量也是减轻地震对建筑结构损害的重要方式。为了最大限度地减轻地震的破坏力,在土木工程结构设计中,设计人员应该严格控制地震可能引发的建筑物位移。设计人员在设计工作中需对其予以定性分析和科学预测,以削弱地震对结构产生的破坏作用。此外,如发生地震,为了最大程度地避免建筑物可能出现的破坏及变形问题,可以定量分析基础设计建筑下层位置移动的延性比,这种方法也可应用在地质较硬的土木工程设计和建设中。

4常见结构的抗震设计方法

4.1防震缝设计

设计人员要以预防地震为基本原则完成抗震结构设计,针对无法满足设计和建设标准及要求的建筑,也应按照设计的要求设置防震缝,防震缝能够起到分解建筑内部结构的作用,进而将建筑内部结构分为不同独立的单元。缝隙两侧需预留适当的宽度,确保防震裂缝与上层建筑相互独立,相互分离。如发生地震,防震缝能够有效减轻地震所引发的建筑物受力不均匀,结构体型不规则。且建筑的某个区域发生形变或损坏时,也不会影响到其他部位的性能。

4.2墙体设计

工程内部结构设计中,如发生地震灾害,建筑墙体所受的影响最大,墙体受到地震作用后极易出现裂缝现象,严重时甚至会出现倒塌的情况。可以说,墙体设计在房建结构设计中占据着重要的位置。为强化设计效果,设计者需单独设计墙体结构。墙体的纵向设计与横向设计均要满足抗震设计的基本要求,以此不断完善抗震设计。在整体概念设计和结构方案中,设计者需高度重视细节设计,以剪力墙结构为例,在墙体的横向设计中,高度重视设计的均匀度,如发生地震灾害,确保墙体不会受地震作用的影响而出现横向位移。在墙体的纵向设计中,如出现大规模地震,应保证墙体不会发生严重的纵向位移,进而减轻地震作用对墙体结构产生的负面影响。再者,墙体结构的承载力也需满足结构设计的基本要求。建筑的刚度与墙体的数量具有十分密切的联系,如墙体的数量并未满足设计的要求,则建筑结构稳定性和安全性也会受到较大的影响,建筑刚度也会因此大打折扣,建筑无法应对大规模地震的侵扰。

4.3屋顶设计

在现代房屋设计中,房屋工程施工的质量与结构的稳定性有着十分紧密的联系。结构稳定性良好的建筑,在发生地震灾害时,结构所受的影响会相对较小,规避了人员及财产损失。所以为了加强建筑结构的稳定性,应在设计中采取有效措施减轻结构的自重。如屋顶设计工作,一方面可满足工程设计的标准,另一方面也可减轻屋顶的重量,尽量避免设置“屋顶花园”,其可在结构设计中大力推广应用。

4.4隔震和消能减震设计

在高层建筑抗震设计中,传统的延性结构体系十分常见,其可有效控制建筑结构的刚度,如建筑所在地区出现地震灾害,则可保证建筑减隔震构件优先处于非弹性状态,增大延性,吸收地震作用所释放的能量,进而减轻地震灾害对建筑物的破坏,防止建筑结构出现变形或倒塌等问题。

5结束语

房屋建筑工程设计中,结构抗震设计十分关键,建筑结构的抗震设计直接影响着结构的稳定性和安全性,同时也关系到建筑的使用寿命。对此,在建筑工程结构抗震设计中,设计人员应当严格遵守设计中的主要原则和基本流程,加强抗震设计的概念,进而增大建筑工程对地震作用的抵抗能力,提高建筑的安全性。

参考文献:

[1]王艳红.抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用分析[J].居舍.2019(13)

[2]杨德明.抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用[J].住宅与房地产.2019(06)

[3]郭敏.房屋建筑结构设计体系的选型及抗震设计探讨[J].住宅与房地产.2017(32)

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[5]曲晓波.房屋建筑结构设计中抗震设计方式探究[J].门窗.2019(03)

作者:赵宏伟 单位:山西中方森特建筑工程设计研究院

房屋建筑结构设计中抗震设计的应用

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