吳強(qiáng)
摘要:隨著我國(guó)建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展,建筑工程建設(shè)不斷增加,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)成為了工程設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)工作的難點(diǎn)??拐鹪O(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中占有重要的地位,而現(xiàn)在抗震設(shè)計(jì)仍然存在著諸多問(wèn)題。本文通過(guò)分析建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的概念和設(shè)計(jì)中的要點(diǎn),對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行剖析并提出建議。
關(guān)鍵詞:地震;建筑結(jié)構(gòu);抗震設(shè)計(jì);問(wèn)題
我國(guó)處在地震活躍帶上,所以地震災(zāi)害頻發(fā),給人民和社會(huì)帶來(lái)了巨大的災(zāi)難。我國(guó)作為地震災(zāi)害發(fā)生次數(shù)較多的國(guó)家之一,因此,在建筑結(jié)構(gòu)中的抗震設(shè)計(jì)就成為了國(guó)家建設(shè)行業(yè)的重點(diǎn)。那么,怎么樣使建筑企業(yè)在眾多建筑行業(yè)中處于不敗之地,怎么樣增加建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性,減少地震帶來(lái)的損失,保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全,以上問(wèn)題都是我國(guó)建筑行業(yè)的每一個(gè)相關(guān)人員應(yīng)該為之努力的事情。
一、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的概念及設(shè)計(jì)思路
建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)就是根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),綜合地震給建筑結(jié)構(gòu)帶來(lái)的破壞,以此來(lái)總結(jié)的一種設(shè)計(jì)方式。從地震的特性上來(lái)說(shuō),地震具有不穩(wěn)定性、不可操控性和嚴(yán)重危害性,那么,就要求我們保障建筑物的防震性能。而在現(xiàn)代的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,對(duì)建筑結(jié)構(gòu)空間利用、建筑材料和建筑結(jié)構(gòu)等因素都沒(méi)有顧及到,所以建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在很多不確定性。建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)主要是對(duì)施工中的抗震設(shè)計(jì)理論和長(zhǎng)期實(shí)踐的抗震經(jīng)驗(yàn)來(lái)概括的,而不是通過(guò)計(jì)算的方式得出結(jié)論。通過(guò)這種總結(jié)的方式,提高建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的抗震性,減少災(zāi)難的發(fā)生概率[1]。
建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路。首先,要了解建筑結(jié)構(gòu)的布局情況是抗震設(shè)計(jì)的首要問(wèn)題。在地震的沖擊下,建筑物承擔(dān)的壓力是不同的,存在著不均勻的情況,使室內(nèi)人員受到威脅。因此,合理的建筑結(jié)構(gòu)分布是降低地震災(zāi)害的有用的方法。承重墻和柱起到支撐建筑物的作用。然而,當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí),建筑物的橋梁就會(huì)呈現(xiàn)削弱的狀況,只有把地震路徑快速的引導(dǎo)進(jìn)這些地方,才能夠縮小地震破壞建筑物的范圍,降低地震帶來(lái)的破壞。其次,要加強(qiáng)建筑物的強(qiáng)度。我國(guó)現(xiàn)階段的建筑行業(yè)中,多使用鋼筋混凝土,因此,要根據(jù)場(chǎng)地將遭受的地震的等級(jí)情況,加強(qiáng)使用鋼筋混凝土是加強(qiáng)建筑物強(qiáng)度可行的辦法。
二、建筑結(jié)構(gòu)中抗震設(shè)計(jì)中的問(wèn)題剖析
1.建筑抗震選擇場(chǎng)地
建筑場(chǎng)地的抗震性能對(duì)后期的抗震設(shè)計(jì)有著很大的影響力。因此,建筑設(shè)計(jì)人員應(yīng)該盡量選擇抗震效果較好的地段來(lái)建設(shè)施工,選擇平坦開闊、堅(jiān)硬土質(zhì)的抗震效果較好地段。如圖1。同時(shí)盡可能避免在不利的抗震地段來(lái)建造建筑物。在一些容易發(fā)生滑坡和地裂的場(chǎng)地,建筑人員要使用科學(xué)的方式穩(wěn)定地表,對(duì)待不均勻的土地和軟弱性的土地要加強(qiáng)對(duì)上部結(jié)構(gòu)的處理,做好防震準(zhǔn)備[2]。
2.科學(xué)選擇結(jié)構(gòu)體系
在建筑結(jié)構(gòu)防震設(shè)計(jì)中,選擇科學(xué)合理的建筑結(jié)構(gòu)體系,是因?yàn)樵诮ㄖY(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案的選取中影響著建筑物的使用價(jià)值性能。
第一方面,在選擇建筑結(jié)構(gòu)體系的時(shí)候,要避免出現(xiàn)因整體結(jié)構(gòu)中的部分遭到破壞或者因構(gòu)件的損害而使整個(gè)結(jié)構(gòu)的承載負(fù)荷的能力下降的現(xiàn)象,以免破壞抗震效果。其中,在建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)讓結(jié)構(gòu)具有內(nèi)力外分的功能,減少?zèng)]必要的贅余。這樣就使得即使有一小部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件沒(méi)有發(fā)揮作用,其他的構(gòu)件還是可以支撐起重力荷載,有效的避免出現(xiàn)結(jié)構(gòu)失效的現(xiàn)象。
第二方面,在選擇建筑結(jié)構(gòu)體系的時(shí)候,要注意結(jié)構(gòu)體系有完整的計(jì)算圖和合理的傳遞地震效果的途徑。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,對(duì)于布置豎向構(gòu)件,應(yīng)該盡可能的讓豎向構(gòu)件在垂直荷載的時(shí)候,能夠使壓應(yīng)力水平均勻。在建設(shè)樓房蓋梁系時(shí),必須要盡可能的使垂直荷載的豎向構(gòu)件墻用最快的速度來(lái)傳遞。在布置轉(zhuǎn)換時(shí),需要盡量的使用轉(zhuǎn)換層多次轉(zhuǎn)換的方法,來(lái)處理垂直重力荷載。此外,還要保障抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)完整性和連貫性。一旦在豎向的方向發(fā)生了改變,就需要保障結(jié)構(gòu)變化的平均性和緩慢性。
第三方面,建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)時(shí),結(jié)構(gòu)體系要有較好的承載力,降低變形的能力,還需要有減輕地震的功能。質(zhì)量好的鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)中,有好的內(nèi)外分力的功能,就能夠很好的分散地震和吸收地震能力的功能。只有擁有這種能量才能夠把減小地震災(zāi)害的危害性降到最小。
3.建筑平面布置要規(guī)則
在進(jìn)行建筑規(guī)劃時(shí)應(yīng)該遵循抗震概念的原則來(lái)警醒設(shè)計(jì)規(guī)劃。要想布置好建筑設(shè)計(jì)的平面效果和里面效果,就要使用科學(xué)有效的設(shè)計(jì)方案,最好不使用不規(guī)范的設(shè)計(jì)方案,對(duì)抗震設(shè)計(jì)中的規(guī)范條例中進(jìn)行標(biāo)注??梢赃\(yùn)用計(jì)算模型,對(duì)結(jié)構(gòu)空間的平面和豎向不規(guī)范的情況進(jìn)行分析計(jì)算。例如:樓板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在樓板設(shè)計(jì)中需要一些不規(guī)則的結(jié)構(gòu),就要求對(duì)樓板的里面和平面相關(guān)的剛度分別進(jìn)行計(jì)算和模型設(shè)計(jì)。盡可能的達(dá)到規(guī)范性要求,嚴(yán)格遵守抗震設(shè)計(jì)要求,設(shè)計(jì)出更加規(guī)范、抗震效果更強(qiáng)的建筑方案。
三、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的建議
1.建筑地基材料
建筑地基隔震是減輕地震很有效的方式。它是通過(guò)對(duì)地基的特殊性處理,減少地震時(shí)對(duì)建筑物的傷害。在之前的建筑中會(huì)在地基上用黏土和砂子來(lái)鋪蓋,對(duì)基礎(chǔ)底層位置使用特殊材料進(jìn)行墊層,可以很好地降低地震帶給建筑物的傷害。隨著建筑行業(yè)的蓬勃和建筑技術(shù)的提高,近年來(lái),有關(guān)部門多數(shù)會(huì)使用以瀝青為原材料的原料,采用特殊材料的方式來(lái)隔震不失為一個(gè)很好的方法,有效地增加了建筑的抗震能力。
2.建筑層隔震
雖然,在建筑層間進(jìn)行隔震有著對(duì)工程建筑施工便捷,操作流程較為簡(jiǎn)單方便的好處。但是它的防震效果卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其他隔震方式,它的減震效果僅為地震能量的十分之二左右。這種建筑層隔震方式,主要是削弱樓層和樓層之間的地震能量,減少地震對(duì)建筑物的傷害,提高建筑物的抗震能力[3]。
3.建筑后期抗震加固
在工程實(shí)施之前,相關(guān)人員就要對(duì)建筑進(jìn)行抗震設(shè)計(jì),并作出具體的計(jì)劃,列出相應(yīng)的解決措施。如果在建筑前期沒(méi)有進(jìn)行防震設(shè)計(jì),那么在建筑完成后期,也要尋找抗震的方法。在后期抗震加固時(shí),可以利用增大阻尼的辦法,對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新增加減震的裝置。這種消能減震的方式使用于高層鋼結(jié)構(gòu)和建筑結(jié)構(gòu)中。使用范圍較廣,可以在建筑上部結(jié)構(gòu)中使用,也可以在建筑隔震夾層中使用。
4.建筑懸掛隔震
懸掛隔震是指在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)把整體結(jié)構(gòu)或大部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成懸掛結(jié)構(gòu),以此來(lái)減少地震給建筑結(jié)構(gòu)帶來(lái)的影響。通過(guò)這種方式,地震發(fā)生時(shí)能量就不會(huì)傳遞到懸掛著的結(jié)構(gòu)中來(lái),大大降低了地震的危害程度。同時(shí),這種方式還可以運(yùn)用到鋼結(jié)構(gòu)里,鋼結(jié)構(gòu)可以劃分成主框架和次框架,它們都是有可以移動(dòng)的鎖鏈和吊桿的,地震時(shí),主框架會(huì)來(lái)回晃動(dòng),當(dāng)震感傳遞到鎖鏈和吊桿的時(shí)候會(huì)被減弱,所以,大部分的鋼結(jié)構(gòu)都是通過(guò)鋼結(jié)構(gòu)懸掛的方式來(lái)隔震的。通過(guò)這種方式可以很好的抗震。
四、結(jié)語(yǔ)
現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)中,抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是人們?cè)絹?lái)越關(guān)注的問(wèn)題。它不僅影響著人們的生命財(cái)產(chǎn)安全,還影響著國(guó)家的經(jīng)濟(jì)和政治穩(wěn)定。因此,在以后的抗震設(shè)計(jì)中,保證設(shè)計(jì)更加合理科學(xué)化,在遵守相關(guān)規(guī)定制度基礎(chǔ)上,實(shí)施有效的抗震設(shè)計(jì),保障建筑結(jié)構(gòu)的安全性,促進(jìn)建筑行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]趙建榮.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)若干問(wèn)題的探究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2012,(6):45.
[2]黃娟婷,鐘衛(wèi)民,薛航等.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)若干問(wèn)題的探究[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2012,(28):12.
[3] 馬文莉.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)若干問(wèn)題的探究[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2012,(35):15.