建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震問題分析

李海

摘要：建筑工程結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計缺陷，在安全時期不會暴露任何問題，當?shù)卣饋砼R時會十分致命。頻發(fā)的地震災(zāi)害促使我國建筑行業(yè)不斷完善結(jié)構(gòu)設(shè)計，增強建筑性能，提高安全性，建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度在一定程度上代表了工程的質(zhì)量和強度，在設(shè)計階段應(yīng)當從二維和三維的角度分別體現(xiàn)規(guī)則。本文主要針對建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震問題進行簡要分析。

關(guān)鍵詞：建筑工程;結(jié)構(gòu)設(shè)計;抗震問題

一、建筑工程抗震設(shè)計主要原則

1.1建筑結(jié)構(gòu)的合理

為了確保建筑結(jié)構(gòu)的功能滿足使用需求，在設(shè)計階段就需要敲定部分基礎(chǔ)內(nèi)容的設(shè)計，這樣做也是為了保證建筑工程的承載力強度與結(jié)構(gòu)剛硬度結(jié)合的合理性。從整體布局角度出發(fā)開展的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，能夠?qū)⒔ㄖ乃胁糠钟袡C的串聯(lián)到一起，進而實現(xiàn)整體建筑物抗震新能的有效提升。

1.2抗震理念與結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)合

對整體建筑工程而言，建筑設(shè)計為項目的施工提供了主要指導，通常建筑設(shè)計都要在項目施工之前盡可能完善。實際施工過程中建筑設(shè)計方案還會受到自然環(huán)境、地質(zhì)條件等多方面因素的影響，不得不進行適應(yīng)性調(diào)整。為了確保建筑工程的施工能夠按照預(yù)期開展，不僅僅要保證建筑設(shè)計的科學性與實用性，還需要對可能出現(xiàn)的變化進行預(yù)測，并留出應(yīng)對和調(diào)整的空間。也就是說想要將抗震理念在建筑設(shè)計中表達出來，就要將抗震設(shè)計與建筑本身的設(shè)計進行融合。

二、地震對于建筑的危害

2.1建筑結(jié)構(gòu)體系

我國最常用的建筑結(jié)構(gòu)是填墻框架結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在地震發(fā)生時，平面內(nèi)柱上端會受到強大的剪切力，從而導致破壞，而外墻框架柱也會承受較大的剪切力，但同時受到窗下方墻的約束，容易發(fā)生剪切破壞。采用抗震結(jié)構(gòu)的房屋，在面對剪切力時，發(fā)生的形變較小，破壞程度也較小，面對一般的地震時破壞程度較輕，且不會直接發(fā)生倒塌，安全系數(shù)更高。底框結(jié)構(gòu)的建筑在面對地震時會遭受嚴重破壞，很容易發(fā)生倒塌。

2.2建筑的剛度分布

在矩形平面內(nèi)進行設(shè)計和布置的結(jié)構(gòu)，如電梯井等，在地震發(fā)生時，其抗側(cè)力構(gòu)件一般會發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動，造成扭曲變形，引發(fā)嚴重后果，因此，在地震發(fā)生時不能使用電梯。此外，采用不對稱平面的建筑，如三角形結(jié)構(gòu)和L形結(jié)構(gòu)、之字形結(jié)構(gòu)，都會在地震面前發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動，擴大地震的傷害。

2.3建筑地基

在建筑使用過程中，可能會由于人們對地下水的過度使用和不透水路面等的作用而導致地下水水位下降，從而引發(fā)不同程度的沉降問題，或?qū)е碌鼗两Y(jié)構(gòu)松散，在地震來臨時，很可能發(fā)生地下水流向改變及地基土液化、松動等，從而導致局部不均勻沉降，使地基對地上建筑的應(yīng)力發(fā)生改變，建筑受力不均，可能會傾斜或倒塌，甚至導致裂縫等，結(jié)構(gòu)遭受嚴重破壞;另外，若軟弱沖積土層場地較厚，地震時就可導致上層建筑的破壞，加深建筑結(jié)構(gòu)受損程度;在地形因素不利或較危險地段建造的房屋，會直接因地基破壞而發(fā)生倒塌。

2.4構(gòu)件

根據(jù)我國對多次地震相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，總結(jié)出以下規(guī)律：一般來說，采用框架結(jié)構(gòu)的建筑中，在地震發(fā)生時相對于房梁和材料板而言，承重柱的破壞程度更加嚴重;在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，一般窗戶下方的墻體會在地震時遭受斜向應(yīng)力，從而產(chǎn)生裂縫;但采用螺旋箍筋的混凝土結(jié)構(gòu)，在地震過后仍然能保存得較為完整，核心混凝土結(jié)構(gòu)一般不會遭到太大的破壞，柱體仍然保留較強的抵抗能力。

三、提高建筑工程抗震能力具體策略研究

3.1嚴謹選擇建筑場地和地基類型

建筑物所處的地質(zhì)條件以及地基的質(zhì)量對建筑物本身的穩(wěn)定性和抗震能力的影響是直接且關(guān)鍵的，建筑場地和地基類型的選擇是提高建筑物抗震能力的基礎(chǔ)要素。在敲定選擇之前，首先要對所處區(qū)域的震動情況和強度進行全面的了解，借助科學技術(shù)手段掌握區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)情況。確保信息的真實、有效且全面的基礎(chǔ)上分析目標場地開展建筑工程的可行性。除此之外，還需要對建筑物的抗震水平有清晰明確的評估和認知，在設(shè)計階段對結(jié)構(gòu)進行合理的設(shè)計和安排，便于建筑物抗震理念的表達。如果評估結(jié)果顯示目標場地不適合開展建筑工程，開發(fā)單位應(yīng)當盡可能的轉(zhuǎn)變建設(shè)地點，如果建設(shè)地點已經(jīng)無法改變，就要通過技術(shù)手段或設(shè)計方法提高建筑物的應(yīng)對能力。需要特別注意的是，高層建筑必須要建立在相對密度較高的土地上，保證建筑物的抗震能力和穩(wěn)定性，充分保障使用者的安全和權(quán)益。

3.2強調(diào)建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則

建筑結(jié)構(gòu)是建筑物的主要受力對象，科學合理的建筑結(jié)構(gòu)是確保建筑均衡承載的關(guān)鍵。因此在設(shè)計階段和建筑物施工的過程中，都必須要強調(diào)建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性，尤其是抗側(cè)力結(jié)構(gòu)布局的合理性。對建筑結(jié)構(gòu)的平面進行設(shè)計師，最好采用規(guī)則的形狀，為建筑物承載的均衡性提供一定的保障。盡量不要選擇不規(guī)則的建筑平面，這類建筑結(jié)構(gòu)的承載力難以控制在均衡狀態(tài)，在面對強震動環(huán)境時出現(xiàn)的損壞也更為嚴重。

3.3結(jié)構(gòu)材料的選擇和質(zhì)量控制

材料始終是建筑工程質(zhì)量的關(guān)鍵，材料的選擇對于建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和抗震能力有著決定性的作用。尤其是高層建筑工程的抗震設(shè)計，要整合不同建筑構(gòu)件的延性，通過協(xié)調(diào)不同構(gòu)件的延性實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和抗震水平的有效提升。應(yīng)當特別注意鋼筋的選擇，鋼筋的韌性越強，建筑結(jié)構(gòu)能夠抵抗的震動也就越強。建筑材料的質(zhì)量需要嚴格把控的，包括材料選擇、采購、管理等全部環(huán)節(jié)都要有專業(yè)且嚴格的監(jiān)管。出于經(jīng)濟效益的角度考慮，建筑單位必然要控制工程的造價。

3.4增加消能減震

隨著人均土地資源的緊張，高層建筑的數(shù)量不斷增加，對建筑物抗震能力的需求也在不斷上升。相比于其他類型建筑物，高層建筑物還需要附加隔振和消能的能力。想要實現(xiàn)這一方面的目標，就要從地基方面入手，通過地基目的和質(zhì)量的提升緩沖震動給建筑本體帶來的影響。建筑結(jié)構(gòu)、高度的不同都會給建筑的隔振系數(shù)帶來影響，這些內(nèi)容應(yīng)當在設(shè)計階段就充分的考慮并表現(xiàn)在設(shè)計方案當中。

結(jié)束語

綜上所述，相關(guān)工作者在進行大規(guī)模工程建造的同時，必須注重建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計，嚴格遵循國家的相關(guān)規(guī)定，采取科學的方法做好抗震設(shè)計，并使用性能較好的原材料，提高建筑安全性能和抗震性能，保障我國居民的安全。

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