王艷紅
摘要:改革開放以來,我國的建筑以及相關產(chǎn)業(yè)逐步進入一個飛速的時期。本文將重點針對在城市工業(yè)與民用建筑中結構抗震設計出現(xiàn)的問題進行闡述與分析。建筑結構的抗震設計是一個完整的、系統(tǒng)的過程,從一開始的場地選址到最終的結構設計,抗震問題都從始至終貫穿了整個過程。結構抗震在建筑行業(yè)中一直以來都有著至關重要的位置,筆者從建筑中的抗震設計、理論概念、設計方案和構件的優(yōu)化等多個方面入手深入探討了抗震設計中存在的問題,針對不同的工程項目,從實際出發(fā),研究分析結構抗震的的方法與種類。本文旨在為建筑抗震的理論研究增加不同角度,望為同行提供參考的價值。
關鍵詞:工業(yè)與民用建筑;結構抗震;設計思路;必要性與重要性;建筑結構
一、概述
地震是我國一種極為常見的自然性災害,在建筑結構領域其危害性是不言而喻的,嚴重的時候甚至會造成建筑物倒塌,危害著人們的生命與財產(chǎn)安全,這對于建筑的直接使用者的人生安全帶來了極大的威脅。隨著科學技術的發(fā)展和人們生活水平的不斷提高,人們對建筑的要求也更加的嚴格,除了對于建筑物外觀與形式上的要求,人們對于建筑物安全性、實用性和環(huán)保性的要求也逐步提高,針對當前我國建筑抗震性較差的現(xiàn)狀。因此,工業(yè)與民用建筑在結構設計過程中,應該將抗震設計工作做好,保證其在正常使用中始終保持良好的抗震性能,保證在地震災害來臨時保證強大的穩(wěn)定性。
二、結構抗震設計的重要性
我國是世界上遭受地震災害最嚴重的國家之一。每年因為全國各地的地震所造成的人身意外與財產(chǎn)損失不計其數(shù),究其原因,主要是因為建筑物缺乏必要的抗震設計。所謂抗震設計,是指對建筑物進行抗震設計。其中主要包括地震作用、抗震承載力計算和采取抗震構造措施來達到抗震的目的。對建筑物進行抗震設計主要是為了保障安全,所采取的措施應是與國民經(jīng)濟相適應的。舉例來說,如果希望建筑物在地震過后依然完好無損,這不僅在抗震設計過程中會增加造價,而且在技術上對于設計人員也具有極高的挑戰(zhàn)性。相反,如果抗震設計要求過低,使用者的安全必然會成為嚴重問題,可謂是后患無窮?;趪H趨勢,從我國實際國情出發(fā),提出一個適當?shù)目拐鹪O計標準是非常重要的。因此,國家也出臺了相應的政策和措施,例如《建筑抗震設計規(guī)范》就提出了“三水準”的抗震設防目標:小震不破壞,可正常使用;設計烈度地震可修復使用;遭遇大震時不倒塌。
三、工業(yè)與民用建筑結構形式的特點
通過分析我國工民建結構抗震設計要求,可將工業(yè)與民用建筑的結構主要分成鋼結構、磚木結構、框架結構及砌體結構等不同種類,下面主要針對這幾種建筑結構形式的主要特點進行分析。
3.1磚木結構
磚木結構中,建筑的屋頂和樓板等皆采用木材作為主要承重結構,這種結構在我國傳統(tǒng)民居非常常見,其優(yōu)點在于結構簡單、成本低廉柔韌性和適應性強,但其缺點是磚木結構不能保證砂漿的質量,所以現(xiàn)如今這種結構的建筑物已不多見,通??拐鹉芰Ρ容^差。
3.2砌體結構
砌體結構是一種比較常見的工業(yè)與民用建筑結構,通常情況下,進深與開間較小且較為規(guī)整、內(nèi)墻較多的房屋會采用這種結構。因此,采取這種結構形式的建筑其抗側力剛度是較好的。但是砌體結構的抗變形能力差很多,很容易出現(xiàn)開裂等問題,一旦遇到地震,砌體結構的建筑將會出現(xiàn)破損甚至局部坍塌的嚴重問題。
3.3鋼結構
在目前我國的建筑行業(yè)中鋼結構的使用范圍非常廣泛,鋼結構可以充分保證建筑的強度、剛度、塑性和延性。鋼結構自身重量較輕,加之其延性和塑性極高,因此可以有效地提高建筑物的抗震能力,避免建筑物出現(xiàn)倒塌的情況。然而,鋼結構的耐火性能差,一旦發(fā)生火災極易出現(xiàn)建筑安全問題,建筑成本也相對較高。
3.4框架結構
框架結構是指由梁、柱鉸接成承重系統(tǒng)的建筑結構,這種結構的自重比較輕,同時空間分隔非常靈活,不僅可以保證建筑結構的抗震能力,同時還能節(jié)省建筑耗材,其缺點在于本身的剛度不足。
四、常見的工民建結構抗震的設計方法
首先,設計人員應以工民建筑結構的基本構造為主要設計原則。我國對于建筑的屋頂電梯,樓道構造的設計等等都已經(jīng)有強制性的規(guī)范內(nèi)容,進而使整個建筑成為一個較為牢固的整體,加強提出部分和其余部分的吻合度。
其次,設計人員應當以工民建筑規(guī)劃和場地為依據(jù)。為了提高工民建的抗震水平,很多開發(fā)商修建建筑之前事先都需要對建筑場地進行科學準確的測定和選擇。合理的設計抗震層也是結構抗震設計中的必要環(huán)節(jié),抗震層對于建筑物未來的穩(wěn)定性具有十分重要的作用。眾所周知,建筑物的使用周期較長,對于建筑出入口的障礙物將嚴重妨礙地震發(fā)生時人員的疏散速度,所以,對于建筑出入口的障礙物必須進行及時的清理,建筑專業(yè)進行設計時應當適當提高出入口的高度和寬度,確保使用者在發(fā)生緊急情況時能夠及時的流通和疏散。
最后,設計人員應當以結構性能目標為依據(jù)。工民建筑抗震設計目的在于當?shù)卣鸢l(fā)生時能夠在最大程度內(nèi)保障人員的安全疏散和撤離,將人員傷亡和財產(chǎn)損失盡量控制在最低限度。有效的預防地震災害所帶來的嚴重損失。
結束語:建筑的抗震設計對于一棟建筑整體的優(yōu)劣評價具有較大的影響,建筑結構的防震設計是保證建筑物穩(wěn)定的基礎,也是對人們生命及財產(chǎn)安全的有效保障。