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建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震設(shè)計(jì)研究論文
摘要：建筑行業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長的支柱性產(chǎn)業(yè)之一，在市場經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展下，建筑工程規(guī)模和數(shù)量不斷增長，在推動(dòng)城市現(xiàn)代化建設(shè)的同時(shí)，帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。建筑工程設(shè)計(jì)中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為其中核心部分，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理與否將直接影響到工程整體安全性和穩(wěn)定性，尤其是對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)十分關(guān)鍵關(guān)鍵。主要是由于近些年來，地震災(zāi)害屢屢發(fā)生，地震災(zāi)害發(fā)生時(shí)帶來的能量沖擊將影響到建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性，帶來沉重的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。故此，本文就建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，結(jié)合實(shí)際情況，客觀把握設(shè)計(jì)要求，尋求合理解決對策。
關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；抗震設(shè)計(jì)
地震災(zāi)害發(fā)生時(shí)，產(chǎn)生的破壞作用力較大，將會(huì)帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，影響到社會(huì)正常生產(chǎn)生活。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，抗震設(shè)計(jì)合理與否將直接到建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性，但是縱觀當(dāng)前建筑抗震設(shè)計(jì)現(xiàn)狀來看，其中仍然存在一系列問題，還有待進(jìn)一步完善。由此，加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震設(shè)計(jì)研究很有必要，有助于提升抗震設(shè)計(jì)水平，為推動(dòng)建筑行業(yè)發(fā)展，為人們生命財(cái)產(chǎn)安全提供堅(jiān)實(shí)的保障。
1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震影響因素
1.1建筑抗震場地
建筑抗震場地在建筑抗震設(shè)計(jì)中十分重要，抗震場地選擇合理與否將直接影響到建筑結(jié)構(gòu)整體抗震能力。地震由于自身破壞程度不同，在地震災(zāi)害發(fā)生時(shí)，地標(biāo)位置會(huì)發(fā)生不同程度上的變化，如果建筑場地土層較軟，土質(zhì)疏松，將嚴(yán)重影響到建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
1.2建筑結(jié)構(gòu)體系
建筑結(jié)構(gòu)體系直接關(guān)乎建筑物整體安全和穩(wěn)定�？拐鹪O(shè)計(jì)中需要協(xié)調(diào)處理局部和整體之間關(guān)系，為建筑結(jié)構(gòu)預(yù)留一定的余度，避免由于個(gè)體建筑影響到建筑整體抗震水平，如果建筑物局部受到破壞，應(yīng)該盡可能避免對建筑物整體結(jié)構(gòu)帶來影響。同時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)中，綜合考量建筑結(jié)構(gòu)部件剛度和強(qiáng)度之間的關(guān)系，如果剛度和強(qiáng)度分配不合理，可能導(dǎo)致個(gè)別的建筑構(gòu)件性能無法滿足實(shí)際要求，一旦出現(xiàn)地震災(zāi)害，將嚴(yán)重影響到建筑結(jié)構(gòu)整體的抗震能力。
2、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)分析
抗震設(shè)計(jì)作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中重要組成部分，直接關(guān)乎到建筑物結(jié)構(gòu)整體安全性和穩(wěn)定性。故此，在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，主要使用的方法包括延性系數(shù)設(shè)計(jì)和能力普法，充分考慮到建筑位移和抗震設(shè)計(jì)之間的關(guān)系，有助于優(yōu)化和完善建筑抗震方案。
2.1延性系數(shù)設(shè)計(jì)
在延性系數(shù)中，緊緊圍繞著延性設(shè)計(jì)目標(biāo)數(shù)據(jù)，在設(shè)計(jì)過程中對比分析抗震水平。在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，根據(jù)抗震數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，公式如下：YHYHΔΔ=Δ=μφφμφ在上述公式中，φH為建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的極限曲率，φY為建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的屈服曲率；ΔH表示構(gòu)件的極限位移，而ΔY則表示構(gòu)件的曲線位移。經(jīng)過公式計(jì)算可以得出延性系數(shù)和最大曲率之間的關(guān)系，獲得更加精準(zhǔn)、可靠的延性系數(shù)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步設(shè)計(jì)可靠的抗震方案。延性系數(shù)作為建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中重要的設(shè)計(jì)指標(biāo)，有助于更加全面的衡量建筑抗震中的位移變化，確保建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)可以滿足實(shí)際要求，提升建筑抗震性能。
2.2能力普法
建筑抗震設(shè)計(jì)中，對于能力普法的使用，主要對已經(jīng)設(shè)計(jì)好的抗震方案中，結(jié)合實(shí)際情況，綜合分析抗震結(jié)構(gòu)的彈塑性，將剪力、屈服位移連接成曲線，了解建筑位移和加速度之間的關(guān)系。同時(shí)，在應(yīng)用能力普法時(shí)，還需要充分考慮延性系數(shù)，具體公式如下：usuqΔΔμ=通過公式計(jì)算，為建筑抗震設(shè)計(jì)提供充足延性空間，盡可能降低建筑中結(jié)構(gòu)破壞可能性，為人們的生命財(cái)產(chǎn)安全提供可靠的保障。
3、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)
3.1工程實(shí)例
以某城市市中心工程為例，交通較為便捷，地基占地面積為9958㎡，在建筑東南側(cè)有一處輕軌站，對于新時(shí)期工程抗震設(shè)計(jì)提出更高的要求。工程地上22層，高度大概在98.50m，周圍主要有五層裙房，層度高3.98m，主樓有2層地下室，主要是用于存儲(chǔ)設(shè)備和停車，地下室面積大概在96350㎡。
3.2抗震結(jié)構(gòu)類型
工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，除了應(yīng)該降低地震帶來的風(fēng)險(xiǎn)以外，還應(yīng)該盡可能避免周圍輕軌交通帶來的影響和干擾。建筑結(jié)構(gòu)材料以鋼筋混凝土為主，地下室則是選擇嵌固端，可以有效提升建筑結(jié)構(gòu)抗震水平。建筑工程項(xiàng)目中涉及到大量的大跨越施工環(huán)節(jié)，將嚴(yán)重影響到建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。基于此，為了盡可能降低建筑自重，還應(yīng)該廣泛應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)，優(yōu)化框架結(jié)構(gòu)部分，滿足建筑抗震結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性要求。建筑抗震結(jié)構(gòu)選型方案設(shè)計(jì)中，主樓軸線間距控制在9m～10.2m之間，根據(jù)實(shí)際情況動(dòng)態(tài)調(diào)整。6、10處的軸線間距調(diào)整為12m，主樓4層以上的軸線間距同樣調(diào)整為12m，4層以下則保持原樣不動(dòng)，通過設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)換桁架，可以有效提升建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性。
3.3抗震基礎(chǔ)設(shè)計(jì)
由于建筑自身所處的地理環(huán)境十分復(fù)雜，加之受到工程環(huán)境的影響，對于工程抗震結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性帶來了十分深遠(yuǎn)的影響，進(jìn)一步優(yōu)化和控制周圍因素的影響，提升建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)控制成效。在建筑基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中，為了打下堅(jiān)實(shí)、可靠的建筑基礎(chǔ)，選擇了φ850鉆孔灌注樁，總長度為55m，單樁柱承載力為3000KN，通過合理計(jì)算可以了解到建筑的沉降量大概在18mm左右，為了控制建筑基礎(chǔ)沉降的同時(shí)，還需要避免建筑對周圍輕軌交通環(huán)境帶來的影響，在建筑抗震設(shè)計(jì)中引用隔震設(shè)計(jì)�？拐鸹A(chǔ)設(shè)計(jì)人員需要了解到，由于抗震基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和建筑物整體穩(wěn)定性和安全性之間聯(lián)系較為密切，通過隔震設(shè)計(jì)可以有效加固建筑結(jié)構(gòu)，阻斷地震災(zāi)害發(fā)生時(shí)帶來的破壞力量傳輸渠道，在提升建筑基礎(chǔ)抗震水平的同時(shí)，還可以降低對上部分建筑結(jié)構(gòu)的沖擊和影響。此外，也可以通過混合隔震裝置的應(yīng)用，優(yōu)化抗震基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，為建筑結(jié)構(gòu)整體安全和穩(wěn)定打下可靠的基礎(chǔ)。
3.4上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
建筑上部結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，由于結(jié)構(gòu)自身特性，可能存在不同程度上的限制問題，最為顯著的就是結(jié)構(gòu)超限問題。主要是由于建筑平面和豎向的設(shè)計(jì)不規(guī)范，未能滿足實(shí)際要求，進(jìn)而出現(xiàn)結(jié)構(gòu)超限問題，影響到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性。在建筑上部結(jié)構(gòu)施工中，2層主樓和裙房樓板存在大幅度開洞問題，在一定程度上影響到工程抗震結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性。故此，在上部結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，需要提高對結(jié)構(gòu)超限問題的重視，并提出預(yù)防措施。可以通過樓層采用彈性樓板，如果樓板發(fā)生開洞問題，可以根據(jù)樓板設(shè)計(jì)強(qiáng)度和剛度要求，適當(dāng)?shù)脑黾踊驕p少樓板厚度，以此來提升結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)剛度；對豎向構(gòu)件連續(xù)性進(jìn)行維護(hù)，如果存在震動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)，可以通過豎向節(jié)點(diǎn)維護(hù)來提升抗震結(jié)構(gòu)可靠性，避免剛度過于集中，提升上部結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)合理性。
4、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的注意問題
在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，由于涉及內(nèi)容較廣，所以在設(shè)計(jì)中需要注意的問題較為多樣�？拐鹪O(shè)計(jì)中需要注重均衡性搭配，建筑工程除了受到地震災(zāi)害影響和破壞以外，更多的是受到外界自然環(huán)境多種因素影響。故此，建筑抗震設(shè)計(jì)中，需要注重結(jié)構(gòu)均衡性設(shè)計(jì)，盡可能避免多方向作用力對建筑結(jié)構(gòu)的影響。如果發(fā)生地震災(zāi)害時(shí)，除了地震源的影響以外，空氣沖擊和建筑結(jié)構(gòu)自身荷載等因素，均是導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)崩潰的主要原因，這就要求建筑抗震設(shè)計(jì)能夠地域多方面的破壞和干擾，提升建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。結(jié)論：
綜上所述，近些年來，地震災(zāi)害屢屢發(fā)生，對于人們生活和國家安全帶來嚴(yán)重威脅，這就對新時(shí)期建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)提出了更高的要求，受到了社會(huì)各界廣泛的關(guān)注和重視。為了能夠保護(hù)人們生命財(cái)產(chǎn)安全，應(yīng)該加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)，促使建筑物具備更高的抗震性能，維護(hù)建筑物安全。
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