【摘要】建筑的抗震性能決定了建筑抵抗地震的能力,如果建筑結構的抗震設計不能達到要求,會造成巨大的人員傷亡。本文研究了建筑結構抗震設計中存在的主要問題,如建筑材料的選用問題、建筑結構形式的合理性、建筑場地的選擇與加強問題、以中震的地震動參數進行結構設計等,并探討了相應的優(yōu)化方案,提高建筑的安全性,提升建筑的抗震性能。
【關鍵詞】建筑結構;抗震性能;問題
優(yōu)化結構的抗震設計,解決抗震設計中存在的問題,需要結構學、地震學等多方面知識技術的支持,還需要經驗積累和先進技術的借鑒。我國的結構抗震設計,要結合我國現狀和實際需要,針對相關問題探索有效的解決方案,不斷優(yōu)化結構抗震設計水平,提升建筑結構的耐久性和安全性能,在建筑結構抗震設計中,場地選擇、材料選擇、結構體系選擇都需要結合多方面情況整體考慮,還要對節(jié)點構件采取嚴格的構造做法,提升建筑整體結構的穩(wěn)定性,使建筑能夠更好地抵御地震破壞。
1、我國建筑結構抗震設計中存在的問題
1.1建筑場地的選用與抗震加強問題
建筑在地震時抵御破壞的能力,與建筑物的地基地質條件有很大關系,如果選用不良地質的抗震場地,如土質松散的河岸、陡峭山丘、非巖質陡坡等,會降低地基的剛度,進而影響建筑物的穩(wěn)定,降低建筑物的抗震性能,使得建筑物在地震中容易破壞。因此在建筑設計中,設計者要充分考察場地物地質條件,考慮該地質條件對建筑物的影響,尤其是對抗震能力的影響,盡量選用有利的場地,如密實堅固的巖石土、砂土等土層。當建筑只能選擇不利場地時,要保證地基的剛度,可以采用夯實、樁基等手段加固地基,減少因地質問題對建筑物造成的破壞,同時在設計建筑結構體系時也要將地基情況綜合考慮,地基較弱、地質較差的抗震場地要著重上部整體建筑物結構的強度和穩(wěn)定性,加固基礎,減少建筑物的不均勻沉降所造成的建筑物損壞。
1.2建筑結構形式的合理性問題
建筑設計中所采用的結構體系對建筑抗震性能起決定性作用。當建筑遭遇地震等外部破壞時,建筑結構會發(fā)生突變,結構薄弱位置會遭到嚴重損傷,進而造成建筑整體結構的不穩(wěn)定。在建筑設計,尤其是高層建筑設計時,要采用合理的建筑結構體系,提升房屋結構機制的強度和剛度。我國建筑常采用的結構形式有磚混、框架、剪力墻、框剪及筒體等,在結構體系的選用中,要注意建筑受力特點,根據實際情況進行調整。例如當一些建筑出于對功能、形式等的要求,追求空間的變化豐富和體型的造型獨特,就可能造成建筑的結構不規(guī)則。為了滿足建筑功能形式的需要,同時確保結構的抗震性能,確保建筑的安全性,要求工程師在建筑結構設計中采取有效的應對措施,如充分利用計算機模型進行模擬,對建筑結構進行更精準的分析,確定合適的地震做用傳力途徑,在設計中對建筑的抗震性著重考慮,綜合多方面因素,使結構體系具有合理的剛度。還要采用多重抗震措施,如框架-剪力墻結構中,要保證剪力墻的數量,合理的設置位置。設置抗震的多道防線,提高建筑物的安全性能。
1.3建筑材料的優(yōu)選問題
在建筑設計中,要注意建筑材料的優(yōu)選。隨著建筑材料加工能力的提高,我國的建筑材料,如建筑鋼材,品種類型增多,性能也有了很大增強。采用鋼結構、鋼筋混凝土結構等抗震性能較強的結構材料,能夠有效減少建筑物在地震中的破壞,使建筑結構保持穩(wěn)定。在超高建筑中,出于各方面的綜合考慮,在條件允許的情況下,建筑結構設計盡量采用鋼骨混凝土結構,既能增加結構的安全穩(wěn)定,還能避免因鋼結構自重輕造成的承受風荷載能力弱的問題,同時滿足抗風和抗震的要求。還可以結合建筑物本身特點和該地區(qū)地震情況,選用抗震新材料,引進新技術。
1.4地震設防烈度較低問題
我國的抗震設計原則中采用多遇烈度地震作為設計依據,相比較其他國家以設防烈度地震作為建筑結構承載力設計依據,安全度不高,標準也較低。以此標準進行結構設計,雖然能保證建筑抵御小地震的能力,能保證建筑物在遭遇中震時不會受到完全的、不可修復的破壞,但存在的安全問題較多,以此為標準,也不利于對其他國家經驗技術的借鑒,不利于與其他國家進行比較交流,彌補不足。標準較低會造成建筑設計時結構總體安全度較低,建筑薄弱連接處的關鍵構建安全性較低,造成結構失效。進行結構設計時,如果設計人員采用較低的標準參考,對建筑整體結構穩(wěn)定性、建筑重點構件、關鍵節(jié)點的把握不強,標準過低,不利于建筑的安全穩(wěn)固,而如果采用中震的地震動參數作為設計參考依據,提升結構整體安全度,采用嚴格的抗震計算方法,能提升建筑結構的承載力,能確保建筑的安全穩(wěn)固。
1.5對節(jié)點構件采取嚴格抗震構造措施
地震時薄弱位置的應力聚集,會造成該處重要建筑節(jié)點、建筑構件的破壞,影響建筑物的抗震性能。尤其對于重要的建筑節(jié)點,如梁、柱等,應按照抗震等級,采用嚴格的抗震構造措施,梁柱截面尺寸等相關計算做法、柱的軸壓比等都要滿足結構整體的抗震需要。一些重要構件的損壞甚至會讓整體建筑物失去承載能力和變形能力。在建筑結構抗震設計中,應注意構件之間荷載傳遞,確保在單個或多個構件在地震作用下出現問題時,一部分性能較好的構件能夠繼續(xù)滿足抗震需要,使得建筑物的整體結構能夠保持穩(wěn)定,提升建筑的總體抗震性能。還要提高構件的延性,強化柱的性能,限制鋼筋混凝土構件的剪壓比,能夠起到限制構件最小截面的作用,滿足對構件的強度要求,避免出現脆性破壞。對于鋼筋混凝土結構的梁、柱等構件,要注意它們的抗剪切能力。
總結:
雖然我國在建筑結構抗震研究中已經取得了很大進步,但是仍存在許多需要解決的問題,要想優(yōu)化建筑結構抗震設計,取得進一步發(fā)展,不僅需要建筑結構工程技術的不斷發(fā)展,嚴格按照建筑規(guī)范設計,滿足抗震要求,保證設計的科學性、合理性,提升建筑的抗震性能,設計安全性高、穩(wěn)定性強,能夠滿足抗震要求的建筑物,還需要相關準則的不斷優(yōu)化,適應新形勢新標準的要求,提升我國建筑結構抗震設計的高水平。
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