混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計有效對策研究

寇應(yīng)科

摘要：隨著我國城市化建設(shè)的不斷深入，建筑工程的建設(shè)規(guī)模不斷擴大，人們對建筑工程的施工質(zhì)量更加關(guān)注?？拐鹪O(shè)計是混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要內(nèi)容，直接影響整個建筑的安全性和穩(wěn)定性。相關(guān)設(shè)計人員要結(jié)合工程實際，不斷優(yōu)化抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，確保建筑物的安全和質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：混凝土建筑;抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計;對策

地震災(zāi)害對于建筑物的危害性較大，為了達到提高建筑物抗震性能的目的，越來越多的抗震結(jié)構(gòu)得到了研究和應(yīng)用。本文簡要分析了高層混凝土建筑的結(jié)構(gòu)特點和破壞特點，并對抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的有效對策進行了深入的探究，希望能為我國的高層建筑設(shè)計帶來一定的工作參考。

1 地震對混凝土建筑的破壞性

1.1 地基破壞

地基破壞的情況在地震階段當(dāng)中較為少見，其僅僅發(fā)生在條件特殊的情況之下。當(dāng)建筑物建立在軟土層上時，土體會因為地震力的影響而出現(xiàn)液化的情況，并導(dǎo)致建筑物的地基出現(xiàn)不均勻沉降，而修建在地基上方的建筑結(jié)構(gòu)也會出現(xiàn)不同程度的傾斜、裂縫等情況，一旦當(dāng)?shù)鼗某两怠⑵茐那闆r達到某種程度時，建筑上部結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)明顯的結(jié)構(gòu)破壞情況，且多數(shù)無法再進行修復(fù)。

1.2 剪切破環(huán)

混凝土建筑在振動過程中受到剪切力的作用，導(dǎo)致發(fā)生剪切破壞。這一過程的發(fā)展會出現(xiàn)四個階段：（1）當(dāng)彎矩的作用達到足夠大的條件時，結(jié)構(gòu)物開始開裂;（2）截面出現(xiàn)水平彎曲的裂縫;（3）由于力的不斷增大，裂縫越來越嚴重，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)斜向的剪切裂縫;（4）抗剪鋼筋的屈服使得剪切裂縫不斷增大，剪切破壞隨之發(fā)生。

1.3 對建筑結(jié)構(gòu)的整體性破壞

現(xiàn)階段我國大部分的高層建筑都是釆用混凝土框架結(jié)構(gòu)進行建造的，但如果這種結(jié)構(gòu)遭到了地震的襲擊就會致使建筑整體的平面性受到影響，進而導(dǎo)致建筑平面結(jié)構(gòu)發(fā)生位移。除此以外，由于高層建筑在設(shè)計期間，普遍都釆用交叉立柱體系的設(shè)計方式，就造成了其建筑主體在遭遇地震時，受到的剪切破壞會進一步的加重。

2 混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的抗震設(shè)計措施

2.1 強化建筑地基的設(shè)計

在對建筑工程開展抗震設(shè)計的過程中，必須考慮建筑所在的地理位置，由于我國地大物博，廣闊的地貌也決定了在建筑物施工之前必須要對其進行考察。盡可能的選擇相對于牢固且開闊、平坦以及堅硬的地面。在開展建筑施工之前，讓設(shè)計人員針對地基的設(shè)計方案，當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件進行深入分析，對當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)和水土有著充分的了解，做好地質(zhì)的勘察，保證所有的分析和取樣能夠有科學(xué)依據(jù)和論證，為建筑在建設(shè)之前打下非常牢固且可靠的地基。要求建筑地基沒有滲漏、其中地下暗河、熔巖、坍塌等等現(xiàn)象，保證建筑的地基即使在地震的時候也不會出現(xiàn)承載不均的現(xiàn)象，具有充分抵御地震破壞的能力。

2.2 優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計方案

抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化需要從建筑工程項目的規(guī)劃階段開展，首先，設(shè)計人員需要充分考慮建筑抗震結(jié)構(gòu)的基本性能，通過合理、科學(xué)的定量分析對高層混凝土建筑的抗震體系進行優(yōu)化設(shè)計，并在整體設(shè)計方案的指導(dǎo)之下，不斷實現(xiàn)對于各個結(jié)構(gòu)基本特點、布置方式及剪力墻的設(shè)計方案，且需要考慮到每一個抗震結(jié)構(gòu)的實用性和綜合性能。其次，在滿足抗震性能的基礎(chǔ)上，可以進一步追求抗震結(jié)構(gòu)的美觀性，要確保抗震結(jié)構(gòu)整齊、對稱，盡量不使建筑物的美觀性受到較大的負面影響。同時，優(yōu)化設(shè)計方案的過程中需要著重考慮建筑結(jié)構(gòu)的抗震抗倒塌能力的提高，設(shè)計人員需要考慮到不同等級地震對于建筑結(jié)構(gòu)所造成的影響，并對這一過程進行持續(xù)的計算，確保最終的計算結(jié)果能夠與實際情況之間相互吻合，并在這一接觸上確保各項抗震結(jié)構(gòu)能夠保持一定的平衡性，并側(cè)重于建筑結(jié)構(gòu)與縱向重力作用之間的關(guān)系。最后，抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計需要具有一定的條理性和層次感，防震措施的選擇需要結(jié)合施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件作出準確的判斷，促使建筑整體結(jié)構(gòu)能夠滿足上下力的受力均衡。實踐證明，合理的結(jié)構(gòu)重力設(shè)置可以有效降低地震發(fā)生時對于建筑物所造成的水平作用力和豎向作用力，確保建筑不會出現(xiàn)裂縫、倒塌的情況。

2.3 合理布局建筑平面與立面

在開展結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)工作時，重視建筑平面與立面的規(guī)整性，因為它是建筑物的重要且基礎(chǔ)性的內(nèi)容。進行建筑平面與立面相關(guān)規(guī)劃過程中，需要注意保持其規(guī)則與簡潔的特點，促使剛度中心與結(jié)構(gòu)質(zhì)量的中心重合。另外，在建筑平面與立面的設(shè)計中，難免會使用相對嚴重的不規(guī)則設(shè)計方案，基于此，要注意在合適的位置進行防震縫的設(shè)置，促使體型比較復(fù)雜并且平面不規(guī)則的建筑物可以分割成為相對規(guī)則的獨立單元。充分考慮到有關(guān)建筑的造型與實現(xiàn)使用功能滿足等相關(guān)因素之后，在進行建筑物的平面布置話語立面外觀造型的設(shè)計之時一定要本著簡潔與美觀大方的原則，以此來促使工程的抗震性能得到有效提高。

2.4 設(shè)計多道抗震防線

在地震出現(xiàn)時，一般會形成次生災(zāi)害問題，例如水患、火災(zāi)、余震等，在瞬間受到破壞沖擊荷載的影響下，為了確保高層混凝土建筑物的安全，只構(gòu)建一道安全防御體系難以實現(xiàn)應(yīng)有的效果，一般會選擇至少2個結(jié)構(gòu)的防震體系，從而大大地強化實現(xiàn)建筑物防護效能。針對地震出現(xiàn)時會形成比較大的作用力問題，需要確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計具備相應(yīng)的變形性能，以此對地震作用力進行消減，結(jié)構(gòu)間形成一種整體效應(yīng)，各個部件間的共同作用可以很好地防范和減小地震破壞性，從而實現(xiàn)滿意的抗震成效。在設(shè)計混凝土建筑時，作為豎向受力構(gòu)件的剪力墻可以確保構(gòu)件的冗余度，較為適宜地選用“小集中和大分散”模式。除此之外，還需要主受力構(gòu)件具備較為理想的剛度與延性，要創(chuàng)建完善的結(jié)構(gòu)屈服體系，在受到地震損壞首道防線時，還具備保護作用的第二道和第三道防線。

3 結(jié)語

綜合來看，在新時代的要求之下，混凝土建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計需要從建筑的實際環(huán)境出發(fā)，應(yīng)用先進、科學(xué)的設(shè)計理念和抗震技術(shù)，切實提高建筑物自身的抗地震、抗倒塌能力，提高建筑物的綜合性能、安全性與穩(wěn)定性，盡量降低地震現(xiàn)象對于建筑物的破壞。

參考文獻：

[1]徐軍良.高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計措施探討[J].建筑知識：學(xué)術(shù)刊，2013（9）：100.

[2]燕亞勃.高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計要點分析[J].住宅與房地產(chǎn)，2018（27）：91.

[3]趙繼東，師穎.我國建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計思路[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2019（7）：147-148.

[4]劉迎.BIM技術(shù)在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用研究[J].工程技術(shù)研究，2018（5）：121-122.

[5]談技威.高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計有效對策探討[J].建材與裝飾，2017（51）：134.