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加强建筑设计中抗震设计的有效措施

许子德

哈尔滨工业大学建筑设计研究院有限公司,黑龙江哈尔滨,150000

摘要: 随着科技的不断发展和人们生活水平的提高,建筑的安全越来越受到人们的关注。特别是在地震多发地区,建筑物的抗震能力显得尤为重要。加强抗震设计能够有效提高建筑物的抗震性能,保护人们的生命财产安全成为了建造师们需要重点思考的问题。本文将从地形因素、建筑结构、采用的抗震技术、加强材料应用等方面入手,总结加强抗震设计的有效措施,以期对抗震设计的加强提供帮助。
关键词: ​建筑设计;抗震设计,强化设计
DOI:10.12721/ccn.2023.157203
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引言:地震是一种常见的自然灾害,对人类的生产生活造成了严重的威胁。建筑物是人类生产和生活的重要场所,其抗震能力显得尤为重要。加强建筑设计中的抗震设计可以有效提高建筑物的抗震性能,减少人员伤亡和财产损失。本文将从地形因素、建筑结构、采用的抗震技术、加强材料应用等方面入手,总结加强抗震设计的有效措施。加强抗震设计,对于建筑物安全性的提升和可持续性发展,具有重要意义。

一、加强建筑设计中抗震设计的目的

发生地震时,建筑物的抗震性能直接关系到建筑物是否能够保持稳定。如果建筑物的抗震性能不足,建筑物就很容易发生倒塌、损坏等状况,从而造成人员伤亡和财产损失。强化建筑抗震设计主要包括提高建筑物的抗震能力,降低建筑物对地震振动的响应,以及减小地震灾害的损失。建筑抗震设计是从建筑的设计阶段开始,在设计和施工中加强对建筑物抗震性能的考虑和措施,直至建筑物被投入使用。因此,强化建筑抗震设计涉及到建筑物设计、施工、检验和维护等方面的内容。除了保障人们的生命财产安全,强化建筑物抗震设计还有助于提高建筑物的寿命,减少后期维护或修缮的成本,同时也有助于建筑的可持续性和节能性[1]

二、抗震设计中的影响因素

(一)地形因素

地形因素是抗震设计中不可忽视的重要因素之一,对建筑物的抗震性能产生直接影响。具体来说,地形因素对抗震设计的影响主要体现在以下几个方面。其一地面特性,地形的地质构造、地层厚度、土壤类型和压实程度等直接决定了地表反应谱和震动传递特性。这些地面特性对建筑物的抗震性能产生直接的影响。其二震中距离,建筑物离震中距离的远近直接影响到地震的强度和对建筑物的影响程度。其三山体坡度,山体坡度的大小将决定建筑物所面临的地势高度差和斜度,这些因素对建筑物的抗震性能的影响也极为显著。其四地形复杂程度,过于复杂的地形条件会导致建筑物受重力和地震作用的斜向作用力增加,进而影响抗震性能。

(二)结构形式

建筑物结构是抗震设计中的又一个重要因素。具体来说,建筑物的结构类型包括框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构、框架-框架剪力墙结构等,不同的结构类型具有不同的抗震性能。建筑的结构形式又包括单拱结构、双层单拱结构、悬索结构、曲面网壳结构、浆砌毛石结构等,形式上的不同也会产生不同的抗震性能。在材料的使用上,常用材料包括混凝土、钢材、木材等,不同的材料所展现出来的抗震能力不同,因此在设计时需要综合考虑这些因素。在抗震设计中,建筑间距的大小和布局以及建筑物结构的连接方式,也会影响建筑物在的抗震性能,因此在设计的过程中需要着重考虑[2]

(三)材料因素

材料的性能直接影响到建筑物的抗震能力。不同的材料具有不同的强度,因此在进行抗震设计时,需要根据具体情况选择合适的材料。例如,在建筑物地震设计中,混凝土的强度比钢材的强度低,但混凝土可以提供更大的抗震能力。在设计的过程中要考虑到材料的抗震性,例如,使用钢材时,建筑的抗震性能将提高,但由于钢材自重较轻,可能会导致建筑物的稳定性下降。在设计的过程中还要考虑到材料的弹性模量,当使用刚性材料,如钢材或铝材时,建筑物的刚度将增加,抗震性能也会得到提升。

三、加强建筑设计中抗震设计的措施

(一)消除自然因素影响

加强对建筑施工位置的地形勘察,首先要确定选址处的地形、地貌、地质构造等,并开展对地层岩性与工程地质特征的调研分析,同时还要勘察附近的地表水和地下水分布,此外,还要进行场地地震效应的评定,确定适宜的施工场地。强化建筑结构设计,在地震多发地区,地基处理应根据地质条件和建筑物结构特点采用合适的方式,包括灌注桩、钢管桩、钢筋混凝土桩等等,增强建筑物的承载能力[3]。在设计建筑物时,应根据所处地区的地形特点进行评估,并结合地质条件和建筑物设计来选择合适的抗震设计方案,并采用具有较高抗震性能的技术,如抗震减震、抗震支撑等,提高建筑物的抗震性能。增加建筑物的预制组件,预制建筑可以减少在建筑现场的组装过程中所产生的振动,有助于提高抗震性能。

(二)采用合理的结构形式

采用何种建筑结构,需要根据建筑物用途及所处地区的地震情况,选择适合的结构类型和形式。例如,在地震多发地区应考虑采用剪力墙结构、框架-剪力墙结构或框架-框架剪力墙结构等。对于建筑结构稳定性的提升,应使用加固材料或升级原有的结构材料。采用抗震减震、支撑等技术能够有效减缓地震时建筑物的惯性力和反作用力,从而保证其抗震性能。也可以通过钢板剪力墙等等技术来强化建筑结构的抗震性能。在建筑物中设置剪力墙或横向支撑结构,能够明显提升建筑物的抗震能力。合理选择连接方式、加固连接点、保证合理开跨非常重要。加强结构连接的稳定性,能有效防止结构脆性破坏引发的建筑物全面倒塌。

(三)合理选择材料

建筑抗震性能的提升离不开材料的选用,高强度钢材具有高强度和高刚度的特点,在结构中的应用可以大幅提高建筑物的抗震性。使用高强度混凝土和预应力混凝土,可以有效提高建筑物的整体强度,确保其抗震性能,通常情况下,基础垫层、构造柱、圈梁等构件,应使用C20的混凝土材料;桩基承台、外墙、地下室、剪力墙等,应使用C30的混凝土材料;后浇带结构,则需要使用比原来高一等级的微膨胀混凝土。为进一步提升抗震性能,在设计时还可以加入粘合剂材料的使用,来增强结构的纵向和横向连接,提高建筑物的整体稳定性。通过再将钢筋加入混凝土中或者再钢结构中加入承载钢板,并进行钢筋加固,能够提高结构的承载能力和抗震能力。需要注意的是,应尽量避免使用易碎材料,易碎材料受到地震的影响破裂损毁后容易带来二次伤害的问题。

四、结语:

我国很多地区都处于地震带,且因地震带来不小的损失。因此增强建筑结构的抗震性能,是长期以来人们高度重视的问题之一。面对地震等自然灾害对建筑结构的影响,建设者必须明确抗震结构设计的重要性,遵循抗震结构设计的基本原则,针对目前建筑结构抗震设计中存在的问题,采取相应的解决措施,提高建筑结构的抗震性能,为人们提供更加安全的生活环境。

参考文献:

[1]陈俊,刘及进.浅析多层建筑抗震性能化设计及超限应对措施[J].建筑与装饰,2022(13):56-58.

[2]崔相臣.高层建筑结构抗震设计和加固措施[J].汽车博览,2020(31):283.

[3]李晓斌.浅析建筑抗震结构设计[J].城市建设理论研究(电子版),2015(9):3207-3207.