建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)若干問題的討論

康旺

摘 要：本文根據(jù)平時(shí)一些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作經(jīng)驗(yàn)的積累，主要分析了在當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的事項(xiàng)、涉及的問題以及優(yōu)化的措施。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計(jì)；問題；優(yōu)化措施

1 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)意義

建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，主要是指設(shè)計(jì)人員在建筑工程開工前，根據(jù)本地區(qū)建筑在地震中的坍塌情況、數(shù)量等因素進(jìn)行對(duì)比分析。并以此為基礎(chǔ)，結(jié)合現(xiàn)階段的創(chuàng)新建設(shè)理念、實(shí)際建筑項(xiàng)目工程情況，設(shè)計(jì)出完善的抗震建筑結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步加強(qiáng)建筑對(duì)地震沖擊的防御能力[2]。良好的抗震建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，不僅可以確保人們生命財(cái)產(chǎn)安全，同時(shí)也為居民提供了更舒適穩(wěn)定的生活環(huán)境。需要建筑設(shè)計(jì)單位，熟知地震對(duì)建筑的作用，全面考慮建筑結(jié)構(gòu)的抗震參數(shù)，包括建筑外形、地基深度、結(jié)構(gòu)材料等，做到既能保證建筑工程整體質(zhì)量，又能為企業(yè)節(jié)省更多的資金成本的效果。

2 當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)涉及的問題分析

第一，地下部分：在滿足規(guī)范的前提下，建筑物上部的荷載應(yīng)均勻分布與地下部分，這樣可使其受力構(gòu)件布置連續(xù)、規(guī)則、受力均勻；將平面布置復(fù)雜的平面以防震縫的形式劃分為若干規(guī)則的平面；如果上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件與地下結(jié)構(gòu)構(gòu)件對(duì)齊布置，可利用防震縫將與上部塔樓連接的地下部分與其它地下部分脫開；如果上下構(gòu)件不是同一種結(jié)構(gòu)形式則會(huì)形成轉(zhuǎn)化構(gòu)件，并應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范的要求；同時(shí)還應(yīng)注重轉(zhuǎn)換層層高的控制，避免形成薄弱層。

第二，延性設(shè)計(jì)：抗震設(shè)計(jì)的基本原則是“小震不壞、中震可修、大震不倒”，結(jié)構(gòu)體系應(yīng)設(shè)計(jì)成為強(qiáng)震下呈非線性反應(yīng)并進(jìn)入屈服狀態(tài)，利用結(jié)構(gòu)的延性性能耗散地震的能量，從而使建筑物不至于倒塌，同時(shí)也使得工程造價(jià)更加合理；其中，墻、柱的軸壓比是影響結(jié)構(gòu)延性的重要因素，因此在抗震設(shè)計(jì)中因嚴(yán)格控制軸壓比使其不超過規(guī)范允許的范圍。

第三，在結(jié)構(gòu)體系選擇的時(shí)候，一定要對(duì)地震作用經(jīng)行全面的進(jìn)行分析，防止地震來襲時(shí)對(duì)建筑物的破壞。

3 建筑結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)措施

3.1 設(shè)計(jì)建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

建筑工程的整體質(zhì)量，以及設(shè)計(jì)方案是否經(jīng)濟(jì)實(shí)用，與建筑結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)有著直接聯(lián)系。在實(shí)際建筑過程中，相同結(jié)構(gòu)的單元需要在地質(zhì)情況相似的地面上設(shè)置，當(dāng)?shù)鼗恢贸霈F(xiàn)液化土、新填土、橡皮土等變化，要及時(shí)采取相應(yīng)有效措施不斷加強(qiáng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的承重能力。其中底框結(jié)構(gòu)是使用范圍相對(duì)廣泛的一種，不僅具有很強(qiáng)的實(shí)用性，而且對(duì)比其他結(jié)構(gòu)也更經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。但值得注意的是，此結(jié)構(gòu)剛度分布伴有一定的不均性，所以在很大程度上會(huì)導(dǎo)致建筑物整體變形，嚴(yán)重時(shí)可以造成建筑物局部開裂。因此底框結(jié)構(gòu)在一些高設(shè)防烈度地區(qū)很難被有效使用，要想進(jìn)一步提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)價(jià)值，務(wù)必將建筑結(jié)構(gòu)的上下設(shè)計(jì)均勻一致，優(yōu)化抗震效果。

3.2 抗震加固設(shè)計(jì)

首先是抗震層。建筑結(jié)構(gòu)的抗震層，通常情況下的位于建筑頂部，是常見的基礎(chǔ)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠?qū)⒌卣鹉芰坑行Ц綦x，以保障建筑的穩(wěn)定安全使用。相關(guān)設(shè)計(jì)單位，可以在抗震層頂端與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)層之間，留出大于0.8米的空間，更好滿足建筑結(jié)構(gòu)的抗震需求。除此之外，還要對(duì)抗震層頂部樓板，從功能角度進(jìn)行深度分析和利用，像是地下室和半地下室都是很好的建筑資源利用。如果水平受力過大，可以采用安裝減震器的手段，將地震的沖擊能力通過彎矩和抗震層剪力分散到墻體的不同部位，達(dá)到抗震效果。

其次是防震縫。為了更好的預(yù)防地震對(duì)建筑物造成的影響，工程設(shè)計(jì)會(huì)在恰當(dāng)?shù)奈恢冒惭b防震功效的縫隙，將建筑分為不同形狀的部分結(jié)構(gòu)。也就是說防震縫的存在，是為了減少建筑上向相鄰組成部分，因地震導(dǎo)致的相互擠壓，從而造成建筑整體變形。合理有效的防震縫設(shè)計(jì)，能夠?qū)⒔ㄖ指畛梢?guī)則的部分結(jié)構(gòu)，最大限度上確保建筑不會(huì)扭轉(zhuǎn)，進(jìn)而提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。建筑設(shè)計(jì)人員要結(jié)合實(shí)際施工情況，設(shè)計(jì)科學(xué)寬度的防震縫，過大會(huì)影響建筑的美觀，以及整體建筑結(jié)構(gòu)的立面設(shè)計(jì)，過小會(huì)失去防震效果。

最后是抗震支座。根據(jù)地震對(duì)建筑各部分造成的不同程度影響，在沖擊能量最大的位置，或者伸縮梁較大的地方安裝抗震支架。一方面承受度建筑本身的載重負(fù)荷，且具有良好的豎向抗壓力和剛度，不容易變形。但為了延長(zhǎng)建筑混凝土結(jié)構(gòu)的自振周期，在水平方向上剛度相對(duì)較小，同時(shí)減少建筑結(jié)構(gòu)上方的加速度反應(yīng)。另一方面，為了阻止建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生位移，必須施加合適的阻尼器，盡可能延長(zhǎng)抗震支架的使用壽命。對(duì)此需要設(shè)計(jì)人員充分掌握抗震支架的各種性能，并掌握各種維修養(yǎng)護(hù)方法，有效加強(qiáng)抗震支架的耐久性。

3.3 重視隔震措施

隔震和消震措施，是建筑結(jié)構(gòu)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容，主要通過延性結(jié)構(gòu)調(diào)控建筑結(jié)構(gòu)中的整體剛度。發(fā)生地震后，建筑混凝土結(jié)構(gòu)會(huì)第一時(shí)間進(jìn)入塑延性狀態(tài)，有效消減大部分地震能量。除此之外，為了進(jìn)一步加強(qiáng)建筑混凝土結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，首要就要確?；炷翗?gòu)件彎曲破壞在剪切破壞之后，構(gòu)件自身破壞在鋼筋混凝土粘性破壞之后。這一部分抗震內(nèi)容，也就是“強(qiáng)剪弱彎”和“強(qiáng)連接”抗震理念的落實(shí)。同時(shí)還可以在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，布置箍筋加密區(qū)，按規(guī)定設(shè)置構(gòu)造柱和圈梁，最大限度上增加建筑結(jié)構(gòu)的承重力和延展性，預(yù)防混凝土結(jié)構(gòu)變形。

3.4 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的注意項(xiàng)

隨著中國國民經(jīng)濟(jì)的不斷繁榮發(fā)展，建筑行業(yè)的進(jìn)步尤為突出，建筑形式日新月異。特別是多、高層建筑，除了高度的增高以外，平面布置、豎向體型越來越復(fù)雜，結(jié)構(gòu)體系也日趨多樣化，這就為建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)提出了更高的要求?？拐鹪O(shè)計(jì)的目的是使建筑物在使用壽命期間內(nèi)對(duì)不同頻度和強(qiáng)度的地震具有相應(yīng)的抵抗能力。為了提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，就需要注意以下幾點(diǎn)：（1）建筑場(chǎng)地的合理選擇，當(dāng)場(chǎng)地的特征周期與建筑物的自震周期接近時(shí)震害嚴(yán)重，因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使兩者的周期避開；（2）合理控制建筑物的高寬比、長(zhǎng)寬比，這是結(jié)構(gòu)的剛度、整體穩(wěn)定、承載能力和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的宏觀控制；（3）建筑平面布置力求簡(jiǎn)單、均勻、對(duì)稱和規(guī)則，盡量避免錯(cuò)層。

4 結(jié)論

根據(jù)以上的闡述和分析，抗震設(shè)計(jì)是現(xiàn)在建筑結(jié)構(gòu)中最為重要的部分，建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和安全性直接關(guān)系到社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。在抗震設(shè)計(jì)中，一定要選擇合適的結(jié)構(gòu)體系和場(chǎng)地，對(duì)當(dāng)?shù)氐牡卣鹎闆r進(jìn)行全面的分析，從實(shí)際情況出發(fā)，選擇合理的設(shè)計(jì)理念。我國本身的地域面積就很廣，不同區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境和條件也會(huì)有著天壤之別，這就需要根據(jù)區(qū)域的具體情況制作出一套規(guī)范的抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，這也是對(duì)設(shè)計(jì)人員提出的高要求，只有更科學(xué)的進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，才能提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能和質(zhì)量，在保證建筑行業(yè)健康發(fā)展的同時(shí)，讓人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全得到相應(yīng)的保障。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李澤建.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)若干問題的討論[J].四川水泥，2016（5）：99.

[2] 肖飛.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)若干問題的討論[J].化工管理，2017（23）：195.

[3] 邱子龍.關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)若干問題的討論[J].建材與裝飾，2016（19）.

[4] 張立柱.關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)若干問題的討論[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2016， 43（5）：38～39.

[5] 李琛琛.關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)若干問題的討論[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（18）：245.

[6] 陳鑫磊.淺析建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的若干問題[J].化工管理，2016（24）：104.