胡曉峰 黃曉宇
陜西省現(xiàn)代建筑設(shè)計研究院 陜西 西安 710000
隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,城市建設(shè)越來越繁榮,越來越多的高層建筑正在大量建設(shè),建筑業(yè)則應(yīng)高度重視高層建筑的抗震性能。天災(zāi)總是無情的,沒有征兆。我們要建設(shè)一個更好的國家,就必須加強防災(zāi),提高抗震能力,應(yīng)對各種自然災(zāi)害。只有這樣,人們才能有足夠的時間應(yīng)對強烈的自然災(zāi)害,才能真正享受城市帶來的便利。
根據(jù)我國相關(guān)行業(yè)規(guī)定,我國建筑抗震設(shè)計類別主要包括以下幾種形式:甲類建筑,這種建筑屬于在地震發(fā)生時,可能出現(xiàn)嚴(yán)重次生災(zāi)害的建筑,會造成巨大的人員傷亡或者財產(chǎn)損失,甚至還會引發(fā)水災(zāi)、火災(zāi)或者爆炸等災(zāi)害,成為在地震后產(chǎn)生一系列的衍生反應(yīng)。乙類建筑,這類建筑在地震過程中會受到一定的程度的破壞,但是影響功能使用,就要盡快恢復(fù)。乙類建筑多屬于人員流動密集的公共建筑。丙類建筑,這類建筑介于甲類建筑和乙類建筑之間。丁類建筑,這類建筑主要包括人員活動較少,并且不會發(fā)生次生災(zāi)害的建筑等,在地震過中,對社會影響較少,不會造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。
在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計過程中,會受到各種因素的影響,滿足不了設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),影響到施工質(zhì)量,影響到建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。下面就針對建筑結(jié)構(gòu)在抗震設(shè)計經(jīng)常遇到的問題展開論述。
根據(jù)大量地震案例證明,地震過后的建筑物破壞嚴(yán)重的大部分平面形狀都比較復(fù)雜,因此在實際設(shè)計過程中,無論在單層建筑設(shè)計還是在多層設(shè)計中,要保證平面和空間的形狀簡潔,傳力途徑明確,在通常情況下,可以選擇圓形、矩形等,要盡量不選擇內(nèi)凹和外凸體型,避免出現(xiàn)不對稱的側(cè)翼或者過長的伸翼;在進(jìn)行體型分布設(shè)計過程中,也要保證整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和剛度,不能為了外表美觀,而忽略了建筑物的安全性。因此,在設(shè)計過程中,設(shè)計人員要結(jié)合實際情況,選擇合理的建筑結(jié)構(gòu)體型,保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[1]。
在進(jìn)行建筑平面設(shè)計過程中,要滿足實際需要,合理控制柱間距,做好通道和樓梯的合理設(shè)置,合理布置內(nèi)墻和活動空間等,保證各方面能夠協(xié)調(diào),從根本上降低在地震過程中對建筑物造成的損害。在進(jìn)行豎向布置過程中,要控制好樓上和樓下的不協(xié)調(diào)對稱問題,保證建筑結(jié)構(gòu)良好的性能。但是在實際過程中,有的設(shè)計人員為了追求更為美觀的設(shè)計,導(dǎo)致平面設(shè)計和豎向設(shè)計出現(xiàn)不合理的地方,增加建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的隱患。
根據(jù)大量實踐證明,在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中,很多建筑屋頂存在過高或者過重的情況,隨著時間的推移,長期的重壓會導(dǎo)致屋頂結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形,大大增加建筑在地震過程中存在的安全風(fēng)險。同時有的建筑物上下部沒有在同一條直線上,使得在地震過程中,導(dǎo)致承重墻出現(xiàn)扭曲問題。因此,在實際設(shè)計過程中,設(shè)計要處理好這兩面的問題,保證建筑物的穩(wěn)定性,避免在地震過程中,影響建筑結(jié)構(gòu)的性能。
短柱問題對高層建筑物帶來的危害巨大,一旦發(fā)生地震,很難抵抗地震帶來的破壞,解決短柱問題是確保建筑物抗震性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。復(fù)合螺旋箍筋是解決短柱問題的有效方法,可以提升柱子的抗剪承載力[2]。除了復(fù)合螺旋箍筋之外,鋼管砼柱也是解決短柱問題的有效方法。設(shè)計人員在設(shè)計過程中,要根據(jù)工程的實際情況選擇最適合的改進(jìn)措施,最大限度地提高建筑物的抗震性能。
多層磚房抗震性差的因素比較多,改進(jìn)措施也要根據(jù)具體情況而定[3]??傮w來說,我國對多層磚房抗震設(shè)計要求主要有三點:小震不裂,中震可修,大震不倒。想要做到“大震不倒”,必須要滿足房屋高度、層數(shù)及構(gòu)造柱、圈梁等方面的要求。多層磚房的墻壁厚度不應(yīng)該小于240mm,層高不應(yīng)該超過3.6m。如果磚房的橫墻比較少,總高度和層數(shù)也應(yīng)該相應(yīng)地減少[4]。
建筑立面與平面布置不規(guī)則是導(dǎo)致建筑物抗震性能差的重要原因,在唐山大地震和汶川大地震中,很多建筑物就是因為這個原因發(fā)生了嚴(yán)重垮塌。在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計過程中,保持結(jié)構(gòu)質(zhì)心和剛心一致是解決該問題的有效措施,此外,還應(yīng)該最大限度地把建筑物的結(jié)構(gòu)重心降下來,這樣就可以避免剛度突變或結(jié)構(gòu)連接處薄弱給建筑物帶來的不良影響。還有一點需要注意,屋面結(jié)構(gòu)剛度如果不夠,在發(fā)生地震時,屋面結(jié)構(gòu)下部會造成嚴(yán)重破壞,因此,出屋面建筑部分的高度不應(yīng)該設(shè)置過高,這樣可以減小地震時產(chǎn)生的鞭梢效應(yīng)影響。
剛性樓蓋體系是建筑結(jié)構(gòu)空間剛度設(shè)計中重要的部分,現(xiàn)澆樓蓋是提高房屋整體性,增加樓板剛度,放寬平面墻體對其要求,從而減輕地震對建筑物破壞的有效方法。在對建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計過程中,如果平面上下墻體沒有對齊,同樣需要采用現(xiàn)澆樓蓋的方式進(jìn)行處理,原因是現(xiàn)澆樓蓋可以起到一定傳遞水平力,使得樓板對墻體的約束力增強,從而達(dá)到提高建筑物整體剛度目的。
為了減少地震災(zāi)害造成的損失或影響,有必要對地震災(zāi)害進(jìn)行預(yù)防。地震概念設(shè)計與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計相結(jié)合是提高建筑抗震性能的重要措施,為建筑使用者提供了一個安全的空間,保障了人民生命財產(chǎn)的安全。