建筑結(jié)構(gòu)工程在抗震設(shè)計(jì)中的研究

李珊

摘 要：地震災(zāi)難的發(fā)生會(huì)對(duì)人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全產(chǎn)生巨大的災(zāi)害。因此建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)者進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)是十分必須和重要的。在對(duì)整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師們應(yīng)結(jié)合建筑實(shí)情，采用相應(yīng)的辦法對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震形象進(jìn)行提高，從而可以保障人們的生命和財(cái)產(chǎn)的安全。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；抗震設(shè)計(jì)；應(yīng)用

引言

建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)是建筑物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及安全性的重要體現(xiàn)，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，必須要充分認(rèn)識(shí)到抗震設(shè)計(jì)的重要，選擇合理的結(jié)構(gòu)體系，做好建筑物場(chǎng)地的選擇，加強(qiáng)過(guò)程中對(duì)當(dāng)前區(qū)域地震情況的了解，提高抗震設(shè)計(jì)的合理性、科學(xué)性。我國(guó)是地域大國(guó)，各個(gè)地區(qū)的特點(diǎn)及地質(zhì)環(huán)境都有所不同，目前還沒(méi)有一套統(tǒng)一的抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，這對(duì)于設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)也提出了更高的要求，只有做好建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，才能促進(jìn)建筑業(yè)的健康發(fā)展。

1地震的危害及抗震設(shè)計(jì)要求

1.1地震的危害

地震是一種破壞性較大的自然災(zāi)害，對(duì)人們的生命及財(cái)產(chǎn)安全有著直接影響，劇烈的振動(dòng)容易使建筑物隨之發(fā)生劇烈振動(dòng)，甚至產(chǎn)生建筑倒塌的現(xiàn)象。隨著城市人口的逐漸集中，建筑的抗震設(shè)計(jì)逐漸顯示出更加重要的作用。

1.2抗震設(shè)計(jì)的要求

在抗震設(shè)計(jì)中，需要遵循一定的抗震設(shè)計(jì)要求。①避免軟土、山丘、滑坡等“不尋?！钡膱?chǎng)地，且保證建筑的平面、立面等盡量勻稱、規(guī)則。②利用樓層、相關(guān)構(gòu)件等元件的延展性，設(shè)置多個(gè)防線，最大程度上保證建筑的穩(wěn)固性。③建筑抗震性能的好壞與周邊的環(huán)境有著直接關(guān)系，因此，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)考慮到周邊環(huán)境對(duì)建筑抗震結(jié)構(gòu)的影響。

2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

2.1建筑抗震場(chǎng)地選擇不合理

建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)有幾點(diǎn)需要特別關(guān)注的問(wèn)題，首先就是對(duì)建筑抗震場(chǎng)地的選擇，由于其對(duì)于建筑抗震的整體設(shè)計(jì)具有直接影響，如果選擇不到位就會(huì)直接造成建筑整體抗震性能的下降，在地震災(zāi)害發(fā)生的時(shí)候，地表會(huì)發(fā)生不同程度的振動(dòng)活移動(dòng)，對(duì)所在區(qū)域不同結(jié)構(gòu)、不同性質(zhì)的建筑物造成的損害程度也是不一樣的。在劇烈的振動(dòng)影響下，建筑結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)被破壞，嚴(yán)重的情況下甚至有可能會(huì)發(fā)生坍塌現(xiàn)象。在建筑設(shè)計(jì)中場(chǎng)地選擇的時(shí)候應(yīng)該避免在不適合地地質(zhì)條件上建立，比如：軟土層或易被液化的砂土層。當(dāng)不能避免在這種環(huán)境中進(jìn)行施工時(shí)，必須要采取有效的改良措施，根據(jù)地震級(jí)別的要求，加強(qiáng)地基基礎(chǔ)的加固和防護(hù)。

2.2建筑結(jié)構(gòu)體系選擇不合理

建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)在進(jìn)行中首先要進(jìn)行方案的確定，選擇合適的建筑結(jié)構(gòu)體系對(duì)于建筑抗震性具有直接影響。在抗震設(shè)計(jì)過(guò)程中容易出現(xiàn)以下問(wèn)題：第一，以偏概全，在建筑設(shè)計(jì)中由于對(duì)某個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不理想造成整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗震性能降低，在設(shè)計(jì)中應(yīng)該進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的整體性規(guī)劃，避免在出現(xiàn)個(gè)別部位損壞的情況下，影響建筑物整體的抗震性和穩(wěn)定性。第二，沒(méi)有做好準(zhǔn)確的計(jì)算，對(duì)于地震所造成的影響沒(méi)有合理分析，不清楚地震發(fā)生時(shí)所造成的傳遞路徑，對(duì)于豎向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)垂直度及荷載條件等都存在一定缺失，上部結(jié)構(gòu)對(duì)豎向構(gòu)件產(chǎn)生的垂直重力荷載不完整，嚴(yán)重影響抗震效果。第三，設(shè)計(jì)人原設(shè)計(jì)能力存在問(wèn)題，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的強(qiáng)度及剛度設(shè)計(jì)都不能做到很好的把握，在設(shè)計(jì)過(guò)程中結(jié)構(gòu)構(gòu)件所承受的剛度和強(qiáng)度分配不均勻，造成結(jié)構(gòu)整體效果的不理想。

2.3缺少平面布置規(guī)則性

除了上面兩點(diǎn)需要注意的問(wèn)題，在建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中對(duì)于平面布置也會(huì)非常關(guān)鍵的一項(xiàng)，在平面布置中如果沒(méi)有按照相關(guān)的規(guī)則進(jìn)行布置，很容易影響建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的整體效果。只有確保方案的規(guī)則性，才能提高整體的工作效率，由于設(shè)計(jì)人員在建筑結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)中，缺乏對(duì)平面布置規(guī)則性的考慮，造成空間結(jié)構(gòu)的不完整，在發(fā)生地震災(zāi)害時(shí)，產(chǎn)生不利影響。

3建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震設(shè)計(jì)的重要策略

3.1因地制宜，選擇合適的建筑場(chǎng)地

由于建筑場(chǎng)地的選擇對(duì)抗震設(shè)計(jì)工作具有重要意義，合理的選擇建筑場(chǎng)地能夠降低在后期建設(shè)中的不利影響，縮減施工工作量。首先，場(chǎng)地的選擇應(yīng)該是較為平坦的地方，這樣能夠減小地震發(fā)生時(shí)對(duì)周邊或者建筑結(jié)構(gòu)造成的損失，并且有助于施工工藝的施展。其次，在選擇建筑工程場(chǎng)地時(shí)，盡量選擇視野開(kāi)闊、地區(qū)發(fā)展較為疏松的地段，這樣在發(fā)生地震的時(shí)候也能提高建筑物抗震性能，視野開(kāi)闊的場(chǎng)地也有利于建筑項(xiàng)目的施工操作。再次，在建筑場(chǎng)地選擇時(shí)，對(duì)當(dāng)期地區(qū)的密度、硬實(shí)程度等進(jìn)行檢測(cè)，了解土地性質(zhì)并進(jìn)行合理的措施提高建筑結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性，促進(jìn)地基基礎(chǔ)穩(wěn)固，降低地震發(fā)生時(shí)坑內(nèi)出現(xiàn)的開(kāi)裂現(xiàn)象。最后，建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該了解區(qū)域內(nèi)的地震歷史，禁止將建筑場(chǎng)地選擇在地震斷裂帶范圍內(nèi)，由于是地震發(fā)生時(shí)的高危區(qū)，能夠直接影響建筑物的抗震性能。另外，在軟土地基進(jìn)行建筑物施工時(shí)，應(yīng)該做好軟土處理工作，通過(guò)置換或者硬化等手段降低建筑物的塌陷。

3.2合理設(shè)置抗震等級(jí)

在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)對(duì)抗震等級(jí)進(jìn)行重點(diǎn)考慮，在確定建筑物抗震等級(jí)時(shí)，需要考慮建筑物的類型和建筑物的抗震烈度和建筑物所在場(chǎng)地等。結(jié)合建筑物不同的使用功能可以將建筑物結(jié)構(gòu)分成四類抗震設(shè)防類別，分別為甲、乙、丙、丁類，一般住宅與寫(xiě)字樓為丙類建筑。比如：在河南省鄭州市建筑按抗震規(guī)范要求，抗震設(shè)防烈度為Ⅶ度，在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算中應(yīng)選用相應(yīng)的計(jì)算系數(shù)，在合同中一般不會(huì)體現(xiàn)出具體的計(jì)算系數(shù)的。在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)之前都是要由相關(guān)部門(mén)進(jìn)行審核批準(zhǔn)和備案的，具體的工作步驟可以通過(guò)市建委進(jìn)行了解。

3.3確定抗震結(jié)構(gòu)體系

抗震結(jié)構(gòu)體系是抗震設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的首先問(wèn)題，一個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的選取是否合理，對(duì)經(jīng)濟(jì)性和安全性起到?jīng)Q定性作用。建筑結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具備明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖和合理的地震作用傳遞途徑。建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)設(shè)有多道抗震防線，應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件被破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)失去抗震能力或?qū)χ亓奢d的承重能力。建筑結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具有必要的承重能力，消耗地震能量的能力和良好的變形能力。在選擇建筑結(jié)構(gòu)體系時(shí)，要首先考慮建筑物剛度和場(chǎng)地條件的關(guān)系。當(dāng)建筑物自振周期和地基土的卓越周期一致時(shí)，容易產(chǎn)生共振而加重建筑物的震害。選擇結(jié)構(gòu)體系時(shí)，要多注意選擇合理的建筑基礎(chǔ)形式。建筑基礎(chǔ)應(yīng)要有足夠的深度，對(duì)于建筑層數(shù)較多的住宅應(yīng)設(shè)置地下室。對(duì)于軟弱地基應(yīng)選擇用箱形基礎(chǔ)、筏片基礎(chǔ)和選用樁基。

3.4隔震措施，設(shè)置多道抗震防線

在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震的設(shè)計(jì)中，應(yīng)考慮多設(shè)置幾道抗震防線。假如建筑物設(shè)置應(yīng)用了多重抗震防線，在強(qiáng)烈的地震當(dāng)中，第一道抗震防線產(chǎn)生破壞之后，第二道、第三道、和第四道等抗震防線應(yīng)立即接替，繼續(xù)對(duì)在發(fā)生的地震沖擊力進(jìn)行抵擋，這樣可以最大程度保證建筑物的穩(wěn)定和安全，避免出現(xiàn)建筑物坍塌的情況。在利用純框架結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)首選“強(qiáng)柱弱梁”型結(jié)構(gòu)，梁充當(dāng)?shù)谝坏婪谰€，柱充當(dāng)?shù)诙婪谰€。雙重抗側(cè)力體系在抗御地震時(shí)，具有兩道防線，一道是框架，一道是支撐或墻體。

結(jié)束語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在社會(huì)中，對(duì)于建筑的性能要求越來(lái)越高，特別是在防震方面，對(duì)于地震易發(fā)地段，其建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更要注重防震的設(shè)計(jì)。本文筆者主要是針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的防震設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，主要分析了建筑結(jié)構(gòu)中防震設(shè)計(jì)存在的幾個(gè)問(wèn)題，對(duì)于問(wèn)題尋求解決方案，希望可以對(duì)社會(huì)建筑設(shè)計(jì)中的防震工程有一定的幫助。

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