淺析混凝土結(jié)構(gòu)建筑抗震設(shè)計(jì)

【摘要】：混凝土結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代建筑中最為常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式，具有整體性好、可模性好、耐久性和耐火性好，造價(jià)低，維護(hù)成木低的優(yōu)點(diǎn)，因此得到了非常廣泛的應(yīng)用。抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作為棍凝土結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，直接影響著建筑整體的抗震性和穩(wěn)定性，需要建筑設(shè)計(jì)人員的充分重視。

【關(guān)鍵詞】：混凝土結(jié)構(gòu)；抗震結(jié)構(gòu)；建筑

1.混凝土結(jié)構(gòu)建筑抗震設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

1.1前期準(zhǔn)備工作不完善

不論是對(duì)于建筑設(shè)計(jì)而言，還是施工而言，前期的準(zhǔn)備工作都是必不可少的，前期準(zhǔn)備工作中所包含的相關(guān)設(shè)計(jì)資料收集、施工規(guī)范整理、施工材料購(gòu)買(mǎi)與審核以及設(shè)計(jì)方案的審核等內(nèi)容，都對(duì)整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)建筑的抗震設(shè)計(jì)起到了非常關(guān)鍵的影響，因此，對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)的建筑抗震性能設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，前期準(zhǔn)備工作的完善與否至關(guān)重要。然而，據(jù)相關(guān)調(diào)查部門(mén)統(tǒng)計(jì)，在我國(guó)每年的混凝土結(jié)構(gòu)建筑的抗震性能審核當(dāng)中，很多混凝土結(jié)構(gòu)建筑的抗震能力不符合國(guó)家相關(guān)法律法規(guī)規(guī)定的抗震能力標(biāo)準(zhǔn)，而這其中很大一部分原因就來(lái)自于一些建筑設(shè)計(jì)公司對(duì)于設(shè)計(jì)之初的前期準(zhǔn)備工作做的不怎么完善所引起的。比如說(shuō)，以混凝土結(jié)構(gòu)建筑抗震性能設(shè)計(jì)前期的現(xiàn)場(chǎng)勘查測(cè)量工作為例，由于每一個(gè)地方的實(shí)際地理情況、地形地貌、自然環(huán)境、土壤條件以及水文條件等都是不相同的，但是一些建筑設(shè)計(jì)人員在對(duì)其進(jìn)行實(shí)地考察、勘探測(cè)量的時(shí)候，沒(méi)有及時(shí)的采用變通的測(cè)量方法，對(duì)于不同地形地貌的施工場(chǎng)地，采用同一套測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行實(shí)地測(cè)量，進(jìn)而導(dǎo)致一些特殊的細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)沒(méi)有被測(cè)量勘察到，而后來(lái)的建筑設(shè)計(jì)師在進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)建筑的抗震設(shè)計(jì)時(shí)，也沒(méi)有能夠及時(shí)得到所有的真實(shí)信息，不能夠全而的、透徹的了解施工場(chǎng)地的實(shí)際條件與情況，最終導(dǎo)致設(shè)計(jì)出來(lái)的混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震性能無(wú)法達(dá)到實(shí)際的標(biāo)準(zhǔn)要求，因此，施工前期的準(zhǔn)備工作至關(guān)重要。

1.2防震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不規(guī)范

防震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是現(xiàn)代混凝土結(jié)構(gòu)建筑的抗震性能設(shè)計(jì)當(dāng)中，最為關(guān)鍵也是最為有效地設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方法，它其中包括了抗震層、防震縫以及抗震支座三大主要防震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，這三大抗震結(jié)構(gòu)對(duì)于整個(gè)混凝土結(jié)構(gòu)的建筑抗震性能起到了關(guān)鍵性的影響，所以至關(guān)重要。根據(jù)我國(guó)相關(guān)法律法規(guī)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)條文規(guī)定，當(dāng)出現(xiàn)以下兩種情況時(shí)，抗震層、防震縫以及抗震支座這三大防震結(jié)構(gòu)都必須滿足設(shè)計(jì)規(guī)范：第一種，混凝土結(jié)構(gòu)的建筑房屋中平而的所有尺寸大小，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了我國(guó)《鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》中的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范限度值，并且還沒(méi)有設(shè)計(jì)相應(yīng)的安全強(qiáng)化措施的情況下，混凝土建筑的抗震層、防震縫以及抗震支座的設(shè)計(jì)就必須都要有。第二種，對(duì)應(yīng)的混凝土結(jié)構(gòu)建筑的各部分不同的功能結(jié)構(gòu)，其剛度和承載壓力的負(fù)荷能力存在著很大的差距，并且還沒(méi)有設(shè)計(jì)相應(yīng)的安全強(qiáng)化措施的情況下，混凝土建筑的抗震層、防震縫以及抗震支座的設(shè)計(jì)就必須都要有。

2.建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的必要性

在建筑設(shè)計(jì)，尤其是高層建筑設(shè)計(jì)中，做好抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是非常必要的。在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展的帶動(dòng)下，我國(guó)的城市化進(jìn)程不斷加快，城市規(guī)模的擴(kuò)大和城市人口的增加使得城市的人地矛盾日益凸顯。在這樣的背景下，高層建筑得到了迅猛發(fā)展，并且迅速成為城市建筑發(fā)展的主流方向。但是，建筑高度越高，其自身的重量也就越大，對(duì)于震動(dòng)的抵抗能力越差，如果高層建筑的設(shè)計(jì)還按照普通建筑設(shè)計(jì)的方法，一旦遭遇地震，必然會(huì)導(dǎo)致建筑的損壞或倒塌，引發(fā)嚴(yán)重的后果。

3.混凝土結(jié)構(gòu)建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效措施

在混凝土結(jié)構(gòu)建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要滿足兩個(gè)方而的需求，一是剛度需求，設(shè)計(jì)人員必須明確建筑施工現(xiàn)場(chǎng)的地形地貌、建材特性等，對(duì)建筑整體結(jié)構(gòu)的剛度進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，同時(shí)以建筑結(jié)構(gòu)的連接設(shè)置為輔助，對(duì)其進(jìn)行一定的調(diào)整，提升建筑的抗震性能，二是受力需求，根據(jù)地震災(zāi)害數(shù)據(jù)顯不，如果混凝土建筑剛度比較柔軟，則其在地震作用下，主體結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重?fù)p壞，甚至可能導(dǎo)致崩塌。因此，應(yīng)該充分考慮建筑結(jié)構(gòu)中連接點(diǎn)和構(gòu)建的受力需求，采取合理有效的措施，進(jìn)行相應(yīng)的減震消災(zāi)。

在現(xiàn)有技術(shù)條件下，混凝土結(jié)構(gòu)建筑的抗震結(jié)構(gòu)包括抗震層、防震縫和抗震支座等，這里分別對(duì)其設(shè)計(jì)進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

抗震層。抗震層一般位于建筑基礎(chǔ)的頂部，是最為基本的抗震構(gòu)造形式，能夠最大限度地對(duì)地震能量進(jìn)行隔離，從而保證建筑的使用安全。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，為了保證安裝和維護(hù)的便利性，需要在抗震層

頂部梁底與基礎(chǔ)而之間留出0.8m以上的空間。從建筑功能方而分析，為了對(duì)抗震層頂部的樓板進(jìn)行有效利用，可以以地下室或者半地下室的形式，將抗震層設(shè)置在地下室柱頂或者墻頂。同時(shí)，為了對(duì)構(gòu)件的受力情況進(jìn)行改善，當(dāng)水平剪力較大時(shí)，可以在柱體中設(shè)置相應(yīng)的減震器，將抗震層的剪力和彎矩分別傳遞到柱或者墻的上下端。

防震縫。防震縫是指為了防止地震對(duì)于建筑的破壞，在適當(dāng)位置設(shè)置的縫隙，可以將建筑分為若干形體簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)剛度均勻的獨(dú)立部分。簡(jiǎn)單來(lái)講，防震縫是為了減輕或者防止相鄰結(jié)構(gòu)單元在地震作用下相互碰撞而預(yù)先設(shè)置的間隙。通過(guò)設(shè)置防震縫，可以對(duì)復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行分割，形成相對(duì)規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元，從而減少建筑的扭轉(zhuǎn)、改善結(jié)構(gòu)抗震性能。

4. 混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化

4.1結(jié)構(gòu)尺寸的優(yōu)化

在結(jié)構(gòu)幾何形狀和材料都規(guī)定好的條件下，計(jì)算出滿足各種條件下的最優(yōu)構(gòu)件截面，其實(shí)就是對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)，使其造價(jià)最低化。

4.2結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)化

結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)化先從結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)開(kāi)始，使結(jié)構(gòu)平面布置滿足對(duì)稱、規(guī)則，立面和豎向規(guī)則，側(cè)向剛度均勻變化。與此同時(shí)，通過(guò)定量的分析和計(jì)算對(duì)關(guān)系到體系整體性能的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

4.3結(jié)構(gòu)功能的優(yōu)化

建筑的使用功能如何對(duì)結(jié)構(gòu)和造價(jià)的影響較大，取決于工程建設(shè)完成后使用者對(duì)本項(xiàng)目有著怎樣的使用功能要求，在能夠滿足用戶整體功能要求的條件下對(duì)結(jié)構(gòu)功能方面進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。

5.結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)社會(huì)的高速發(fā)展，抗震結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也越來(lái)越廣。由于居民對(duì)高層混凝土建筑質(zhì)量上的要求越來(lái)越高，因此在建筑工程的實(shí)際設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中應(yīng)采取更加安全的抗震結(jié)構(gòu)，這不僅能夠滿足國(guó)家相關(guān)法律法規(guī)的安全抗震要求，一定程度上還可以提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，對(duì)于建筑行業(yè)的健康高速發(fā)展起到了至關(guān)重要的推動(dòng)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃艷妮.高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].四川水泥，2017（05）：118.

[2]周怡. 既有鋼筋混凝土框架柱抗震性能對(duì)比研究[D].長(zhǎng)安大學(xué)，2014.

[3]黃何.高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)探析[J].中華民居（下旬刊），2014（03）：57.

[4]胡興. 中歐建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范條款對(duì)比分析[D].武漢理工大學(xué)，2005.

[5]馬宏旺. 鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震可靠度分析與設(shè)計(jì)研究[D].大連理工大學(xué)，2001.

[6]丁玉琴.國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》已由建設(shè)部批準(zhǔn)[J].建筑科學(xué)，1989（04）：30.