建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)問題與探討

文/杜豐巖 青島和華建筑設(shè)計(jì)有限公司 山東青島 266000

張晶晶 山東海川建設(shè)有限公司 山東東營 257000

在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中應(yīng)嚴(yán)格按照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的要求對抗震設(shè)防烈度6度及以上地區(qū)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)基本地震加速度是50年設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期超越概率10%的地震加速度的設(shè)計(jì)值，有些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員就存在僥幸的心理，為了不改動(dòng)建筑方案、節(jié)省工程造價(jià)等原因而忽略的抗震設(shè)計(jì)，在一定程度上缺乏抗震概念和意識，從而使得建筑物存在質(zhì)量安全隱患。如果地震一旦發(fā)生，將會(huì)造成不可挽回的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重者還會(huì)造成重大的人員傷亡?？梢?，抗震設(shè)計(jì)在工程設(shè)計(jì)中是重中之重。

1、抗震設(shè)計(jì)存在的主要問題

1.1 未能合理選擇結(jié)構(gòu)體系

對于建筑物本身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，其內(nèi)部體系的選擇是一項(xiàng)非常重要的環(huán)節(jié)，對建筑物整體結(jié)構(gòu)的安全性價(jià)值有著極為重要的意義。為了能夠做到合理選擇，通常主要從兩個(gè)層面入手進(jìn)行處理。（1）在施工正式開始之前，提前進(jìn)行圖紙的繪制工作，并對其相關(guān)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行計(jì)算。同時(shí)在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)體系展開設(shè)計(jì)的時(shí)候，盡可能將其內(nèi)部主梁作為整個(gè)房屋的受力點(diǎn)，從而使得垂直方向產(chǎn)生的重力能夠在有限的時(shí)間內(nèi)迅速傳遞到受力位置。不僅如此，針對建筑物的房屋結(jié)構(gòu)，還要對其合理布置，這時(shí)候便可以采取豎向構(gòu)件內(nèi)部機(jī)構(gòu)布置的方案，從而保證施工具有足夠的合理性和科學(xué)性。但是，在實(shí)際作業(yè)的時(shí)候，還需要將構(gòu)件豎向的壓力因素考慮進(jìn)來。（2）保證整個(gè)結(jié)構(gòu)體系本身具有足夠的強(qiáng)度。一般而言，建筑物自身體系結(jié)構(gòu)是否能夠達(dá)到規(guī)定要求，主要參考其自身的強(qiáng)度。所以，設(shè)計(jì)工作者在對于建筑物的抗震能力方面展開設(shè)計(jì)的時(shí)候，理應(yīng)將注意力更多放在一些相對較為薄弱的部位，以此促使整個(gè)建筑物具有足夠的抗震能力。除此之外，在對于建筑物內(nèi)部框架展開設(shè)計(jì)的時(shí)候，還需要對于節(jié)點(diǎn)構(gòu)造方面提高重視程度，對于房梁和房柱頂部位置的塑性予以分散，同時(shí)還要在一定程度上提升一些薄弱位置的抗震性。

1.2 抗震場地選擇存在問題

通常情況下，實(shí)際抗震場地的選擇同樣是抗震設(shè)計(jì)工作中的一項(xiàng)重要因素。因此，在施工開始之前，提前對此方面問題予以考慮，盡可能選擇對于抗震工作帶來益處的場地展開建設(shè)，并將不利于建筑的抗震地段全部避開。由于在發(fā)生地震的時(shí)候，其在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的沖擊波會(huì)對整個(gè)地面造成極為嚴(yán)重的破壞，因此在場地選擇的時(shí)候，不能選擇一些起伏不夠均勻的場地，同時(shí)土質(zhì)相對較差以及易液化的土地都不予以考慮，否則很容易導(dǎo)致嚴(yán)重的問題發(fā)生。如果施工場地?zé)o法有效規(guī)避這些問題，此時(shí)便需要采取一些具有較強(qiáng)針對性的抗震措施，以此提升房屋的整體強(qiáng)度，即便有地震發(fā)生，可以將造成的損失降至最低。不僅如此，如果場地內(nèi)存在滑坡，或者部分土地出現(xiàn)了地裂的情況，相關(guān)人員便需要及時(shí)展開探討，分析出最為有效的處理措施，確保其具有足夠的穩(wěn)定性。除此之外，如果場地內(nèi)需要額外進(jìn)行填土，此時(shí)便需要采取地基加固或者樁基加固的方式進(jìn)行處理，促使其建筑物的局部位置得到有效加強(qiáng)。

2、化建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的主要措施

2.1 合理選擇建筑場地

地震造成建筑物的破壞除了地震力直接引起主體結(jié)構(gòu)的破壞之外，還包括場地的原因。例如地震引起地表錯(cuò)動(dòng)與地裂、地基土的不均勻沉陷、滑坡，以及粉土和砂土液化等。對建筑抗震有利地段有：穩(wěn)定基巖，堅(jiān)硬土和開闊、平坦、密實(shí)、均勻的中硬土等；不利地段有：軟弱土，液化土，條狀突出的山嘴，高聳孤立的山丘，陡坡，陡坎，河岸和邊坡的邊緣，平面分布上成因、巖性、狀態(tài)明顯不均勻的土層，高含水量的可塑黃土，地表存在結(jié)構(gòu)性裂縫等。選擇建筑場地時(shí)應(yīng)根據(jù)工程的實(shí)際需要，在掌握地震活動(dòng)規(guī)律、工程地質(zhì)資料的情況下對地段做出綜合評價(jià)，宜選擇有利地段、避開不利地段。

2.2 建筑立面抗震優(yōu)化

歷史上的歷次震害都表明：結(jié)構(gòu)體系的外形外挑或內(nèi)收、結(jié)構(gòu)剛度上下的突變都會(huì)使某些樓層變形集中。主體結(jié)構(gòu)的豎向布置應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜自下到上均勻的由大變小；（2）為避免軟弱層的出現(xiàn)，上下層的剛度不宜突變，對于框架結(jié)構(gòu)，樓層與相鄰上層的側(cè)向剛度比不宜小于0.7，與相鄰上部三層的平均剛度比不宜小于0.8；對于框剪結(jié)構(gòu)、板柱剪力墻、剪力墻、框架核心筒、筒中筒結(jié)構(gòu)，樓層與相鄰上層的比值不宜小于0.9；對于結(jié)構(gòu)底部嵌固層來說該比值不宜小于1.5；（3）結(jié)構(gòu)不宜出現(xiàn)薄弱層，層間受剪承載力不應(yīng)小于相鄰上一層的80%；（4）結(jié)構(gòu)上部樓層收進(jìn)部位到室外地面的高度與房屋高度之比大于0.2時(shí)上部樓層收進(jìn)后的尺寸不宜小于下部樓層水平尺寸的0.75；上部樓層相對于下部樓層外挑時(shí)水平尺寸不宜大于下部樓層水平尺寸的1.1倍，外挑尺寸不宜大于4m；（5）樓層質(zhì)量宜沿高度均勻分布，上部樓層質(zhì)量不宜大于下部樓層質(zhì)量的1.5倍。

2.3 采取隔震加固措施

在抗震設(shè)計(jì)工作正式開始之前，相關(guān)工作人員需要結(jié)合圖紙?zhí)岢龅幕疽?，需要提前展開全面檢查，以防有任何疏漏存在。不僅如此，當(dāng)施工正式開始的時(shí)候，還要在一些關(guān)鍵的部位進(jìn)行抗震加固，安裝相關(guān)減震裝置。除此之外，當(dāng)施工全部結(jié)束之后，同樣需要進(jìn)行抗震加固，通常采取的方式便是增加阻尼。現(xiàn)階段來看，消能減震裝置通常主要應(yīng)用于高層建筑結(jié)構(gòu)以及鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部。在實(shí)際施工的時(shí)候，其能夠安置在多個(gè)不同的位置，不僅包括建筑物的上部結(jié)構(gòu)，而且在隔震夾層之中同樣可以進(jìn)行安裝。正是由于這方面原因，消能減震裝置具有非常高的應(yīng)用率。

結(jié)語：

綜上所述，隨著高層建筑工程數(shù)量越來越多，國家對建筑結(jié)構(gòu)抗震性能也提出了更高要求。雖然我國抗震體系經(jīng)歷了多年的研究和發(fā)展，但是依然存在著些許問題，這就需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況做好抗震方案設(shè)計(jì)工作，提高建筑工程的抗震性能，保證居民安全，降低地震災(zāi)害造成的生命財(cái)產(chǎn)損失。