框架輕板建筑結構的抗震設計探究

陳陽蕾

（福建水利電力職業技術學院 福建 永安 366000）

0 引言

框架輕板建筑結構作為近年來新出現的新型建筑體系結構，提升了建筑的施工效率，縮短了施工周期，取得了良好的經濟效益。該類型的建筑結構在我國經歷40多年的發展，憑借質量輕、延展性優良等諸多特點得到了廣泛的使用，在地震多發區得到了廣泛的應用，但是，當前自然災害發生的強度無法預測，為了最大限度保障人們的安全就需要加強對建筑結構的抗震設計。

1 框架輕板建筑結構簡介

建筑的抗震能力主要是承擔水平荷載的能力，框架輕板建筑結構憑借其四邊形的穩定結構，加之鋼筋混凝土的支撐控制結構的性能，達到良好的抗震能力。主要的結構類型有3種，一是簡單的輕型樓板結構，樓板整體性強，無需外使用水泥等進行灌注；二是只有板跟柱形成的承重體系其缺少梁這一結構；三是框架—剪力墻體系，這種體系中主要使用石膏作為墻板。不同類型的結構其花費的資金以及適用的場所是不同的，需要根據實際情況進行勘察后決定使用何種類型的結構。

2 框架輕板建筑結構的優點

2.1 生產方便

框架輕板建筑結構的生產效率非常高，結構的構建可以直接在工廠進行生產，而且還可以根據施工的需求進行定制。隨著科技的進步，機器智能化水平提升，很多材料的生產可以在智能控制系統中輸入數據就可以實現連續生產，并且在生產的過程中可以進行實行的監督，能夠根據生產數據隨時進行調整，這就極大地提升了建筑結構的生產效率。企業經營的目的也是為了提升自己的經濟效益，傳統的建筑構件設計以及生產會耗費很長的時間，但是通過機械生產構件將會滿足建筑行業的需求。

2.2 原材料充足

當前社會發展對環境保護的重視度越來越高，各行各業都在尋求綠色生產方式，建筑行業也是如此，綠色施工成為建筑發展的重點。框架輕板建筑結構對生產材料的要求并不高，除了自然石膏外還可以使用化工廢料進行生產，例如磷石膏、硼石膏等，而且在生產的過程中會融入一些現代技術提升建筑的性能，像是離心工藝制成的構件其強度增加了20%以上。

2.3 節省水泥用量

水泥作為傳統建筑行業的基礎，是施工建設的保證，在現代建筑建設的過程中也離不開水泥的支撐。當前人們對建筑建設速度的要求提升，水泥的生產以及使用的過程中會消耗大量的人力，將會延緩建筑施工的工期，不利于提高企業的經濟效益，而且水泥還會受白蟻的侵蝕，直接影響建筑的使用壽命以及使用者的安全。框架輕板建筑結構在使用的過程中因為構件都是固定的，而且填充墻不再承擔主要的抗震作用，填充墻可以使用磚頭、玻璃塑料等填充，水泥的使用量減少。而且建筑的施工布置靈活，可以增大有效使用面積，對緩解我國建筑面積資源短缺有重要意義，并且建筑可以設置成活動式結構，滿足不同季節以及天氣下人們的需求，更好的節約能源，構建綠色生活。

2.4 施工方便

框架輕板建筑結構施工相較于傳統的施工更加方便，構件可以直接在工廠中進行生產，減少了很多繁瑣的施工程序，而且建筑結構的重量較輕，能夠在短時間內完成施工。而且隨著技術的發展以及土地資源的短缺，為了滿足更多人的建筑需求，建筑的高度持續增加，高層建筑成為城市建設的主流。尤其是在一線城市寸土寸金，高層建筑成為了主流，但是部分地區的地基較軟，使用框架輕板建筑結構是發展高層建筑的良好選擇，建筑的高抗震能力，保障了施工人員以及住戶的安全。

2.5 施工以及居住安全性高

上文提到現在的建筑為了滿足更多人的生產生活需要，都在向上發展。高層建筑的施工對施工的安全性有很高的要求，一旦安全防護不到位就會引發安全問題，甚至會造成人員傷亡，影響企業經濟效益的同時產生不好的社會影響。即使是低層建筑，也會因為傳統建筑施工材料重量大，施工大意引發安全問題。框架輕板建筑結構的重量輕，相對造成的危險小，但是要想更好提升安全問題需要管理人員、施工人員等多方面的努力。另一個優點就是其重量輕，受到地震的影響小，混凝土框架的強度高，延展性強，即使遭受地震造成的危害也輕于傳統建筑。再加上建筑結構的材料以新型材料為主，其保溫、防火等性能都有了很大的提升，提高了人們的生活質量。

3 框架輕板建筑結構的發展要點

3.1 提高生產施工技術

提高生產技術是框架輕板建筑結構獲得長久發展的重要基本，盡管該類型的建筑結構在我國得到了大范圍的應用，但是主要集中在城市，鄉村地區使用的還是傳統的建設材料以及技術。而且在我國出現的時間較晚發展歷程短，部分技術并不夠完善，甚至有些生產技術還需要借鑒國外技術，不利于提升我國建筑行業的影響力，當前建筑結構的抗震能力還有很大的提升空間。因此，要改善這些問題就需要改進生產技術，提高建筑構件的產量以及質量，使得建筑的抗震能力向更高的層次發展。

3.2 加強新設備的研究

當前框架輕板建筑結構的構件都是在工廠中直接生產出來的，生產設備的性能對構件的質量有直接的影響。構件在工廠中流水生產，一旦設備出現問題就會導致整個批次的構件檢驗不合格，一旦使用到建筑中將會影響建筑的抗震能力。因此不合格的構件嚴禁進入建設環節，但是這樣就會增加生產企業的成本，并且造成資源的浪費。所以必須要提升生產設備的性能，提升設備的智能化水平，將當前最先進的AI技術融合到設備中，使得設備能夠實現自我監督以及更正，可以及時發出警報，提升構件的質量將損失降到最低。

3.3 順應建筑行業發展的需求

隨著技術的發展，建筑行業又出現了很多新的建筑施工技術以及建筑結構形式，新建筑技術以及形式能夠提升我國建筑行業的整體水平。所以，框架輕板建筑結構也需順應建筑行業發展的需求及時對結構問題做出調整。當代社會人們對自己生活質量以及生命安全的要求非常高。建筑結構要想提升自身的競爭力就需要從環保以及安全性能上做出改變，更加注重生產材料的環保性以及建筑使用的安全性，像抗震、防火能力，并且借助當前的科學技術對建筑結構的外觀進行美化，使得建筑結構的整體與城市建設相互協調。

3.4 提高施工人員的施工能力

建筑結構順利應用，發揮其價值還需要施工人員掌握先進的施工技術，可以按照建筑行業施工標準展開施工。盡管框架輕板建筑的施工較為簡單，但是其部分施工技術與傳統的施工方法完全不同，如果不能按照其規定的要求注意施工要點將會降低施工的質量。即使我們了解到該建筑的施工安全性較高，但是施工中遇到的問題復雜，如果施工人員安全意識不足，在施工中按照自己的意愿展開施工也將會引發安全問題。另一方面施工人員能力的提升，科學正確的施工技術會更好提升建筑的抗震能力。

4 框架輕板建筑結構的抗震設計

借助實際的例子進行了抗震設計的探究，主要的探究過程如下：針對的天津某地區的框架輕板建筑結構進行了抗震分析，建筑為6層高的住宅，基本的建筑構件有T型梁，40cm x40cm的離心方管柱，樓板之間有混凝土澆筑帶，相鄰板塊之間有鋼筋焊接。通過理論以及歸納計算得出的地震地面加速度譜密度函數用金并清譜為：

式中：

建筑物結構非線性體系運動方程為：

將現有的數據帶入到公示中得到計算出的結構參數和滯變參數見下表1：

表1 結構參數和滯變參數

表2給出了層間可靠度和結構可靠度的結果：

表2 結構及各層實效概率

通過對實際例子圖表的分析我們能夠看出底層的失效率大于高層，底層所受到地震沖擊力最大，必須要提升底層建筑的抗震能力才能確保建筑整體的抗震能力。

5 結語

建筑的安全性能一直是社會各界關注的重點，建筑是人們生產生活的必要場所，一旦建筑的穩定性出現問題，抗震性能存在問題將會直接影響人們的安全，造成嚴重事故的還會給社會帶來不好的影響。框架輕板建筑結構與傳統建筑結構有所不同，其構件是在工廠中按照固定的模板生成出來的，其質量以及標準化都有較高的保證，減少人為施工帶來的誤差，提升建筑的安全性。對框架輕板建筑結構的抗震設計的探究還存在很大的不足，日后還會繼續進行研究、分析。