王勝榮
摘要:地震不僅會造成巨大的人員傷亡,而且會造成嚴重的財產(chǎn)損失。我國各地地震頻發(fā)給人們的生命和財產(chǎn)造成了巨大的損失,也給我們國家的經(jīng)濟社會發(fā)展造成了重大影響。將建筑設(shè)計及抗震設(shè)計有機結(jié)合是實現(xiàn)建筑物抗震設(shè)計要求的必然選擇。我國目前建筑抗震設(shè)計技術(shù)水平不足,在建筑設(shè)計過程中存在諸多問題。
關(guān)鍵詞:抗震設(shè)計;作用;結(jié)構(gòu);建筑
前言:在建筑物的設(shè)計活動中,其需要有所針對地加強對自身抗震能力的提高,確保抗震設(shè)計能夠成為建筑設(shè)計的一個重要組成部分,使得建筑物的抗震能力得到基本保障。為了更好地實現(xiàn)這一目的,需要建筑設(shè)計主動地將抗震內(nèi)容有機結(jié)合,確??拐鹪O(shè)計得以被有效地落實到位。建筑設(shè)計目前已經(jīng)形成了非常完善的體系,抗震設(shè)計占據(jù)絕對的主導(dǎo)地位。從近幾年的情況來看,很多建筑雖然在設(shè)計上,特別標高了抗震的等級,但在地震災(zāi)害真正來臨時,多數(shù)的建筑都會受到很大的影響,甚至是出現(xiàn)安全事故,給內(nèi)部的人員帶來生命威脅。建筑抗震設(shè)計必須要從客觀的角度出發(fā),結(jié)合建筑的各項參數(shù)及施工情況,確定有效的抗震等級,減少安全威脅。
在建筑行業(yè),常常有這樣一句名言“小震不壞、中震可修、大震不倒”的基本抗震設(shè)計要求。小震不壞是最基本的要求,建筑物在遇到低強度地震時,建筑物能夠滿足承載力的極限狀態(tài),且建筑結(jié)構(gòu)受力之后的彈性形變還能達到設(shè)計安全范圍,小震之后不影響民眾的正常生活、學(xué)習(xí)等正常社會活動。中震可修即要求建筑物能夠承受一定的壓力,不會發(fā)生破壞性、且不可修復(fù)的損害,建筑物的整體結(jié)構(gòu)抗震性要滿足國家抗震設(shè)計規(guī)范,換句話說即要保障人民群眾的生命財產(chǎn),又要減小地震帶來的經(jīng)濟損失。大震不倒,要求建筑物有足夠的變形能力,建筑物在遭遇強烈地震時,其彈性變形不超過規(guī)定值。建筑物在遇到強烈地震時,不會發(fā)生坍塌的現(xiàn)象。多遇地震設(shè)計要求為承載力驗算階段,適用于大多數(shù)結(jié)構(gòu),如規(guī)則的結(jié)構(gòu)及一般不規(guī)則結(jié)構(gòu)。罕遇地震設(shè)計要求為彈塑性變形驗算階段,適用于在強震時容易倒塌的結(jié)構(gòu)、有明顯薄弱層的不規(guī)則結(jié)構(gòu)及有特殊要求的結(jié)構(gòu)。
就建筑物的平面設(shè)置來說,其是對建筑物使用功能的直接表現(xiàn),因此其與建筑物抗震性能之間有著十分密切的聯(lián)系。在進行建筑物的平面設(shè)計活動的時候,其需要保證建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量能夠與質(zhì)量之間形成均勻分布的狀態(tài),避免建筑物的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)產(chǎn)生,提高建筑物的抗震能力。同時,建筑物墻體的布置需要做到均勻分布,使其可以在布置活動中按照抗震需求一一實現(xiàn)。在剛度較大的樓層,應(yīng)當(dāng)讓電梯布置在空間的中部,使其可以最大程度地降低扭轉(zhuǎn)抗震效應(yīng)。建筑平面的布置應(yīng)當(dāng)從抗震結(jié)構(gòu)出發(fā),為其的構(gòu)建布置創(chuàng)造良好環(huán)境,確保其抗震性能可以成為基礎(chǔ)追求的表現(xiàn)形式,切實地提高建筑物平面設(shè)計的抗震能力。
完善、改進高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案也是增強建筑物抗震性能的重要措施。在制定結(jié)構(gòu)方案時,要本著提升建筑延展性的原則。延展性即為建筑物在一定空間內(nèi)受到地震災(zāi)害后,其結(jié)構(gòu)還不會受到一定損壞,并能自動恢復(fù)到震前狀態(tài)。設(shè)計師進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)該關(guān)注建筑的縱向受力情況,如何布置建筑結(jié)構(gòu),提升建筑縱向受力情況,是提升建筑物抗震效果的重要環(huán)節(jié)。
隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,抗震設(shè)計中融入了各種新思想、新技術(shù)、新材料,這增加了提高建筑抗震性能的方法,大大改善了構(gòu)件的極限承載能力,減輕了結(jié)構(gòu)的自身重量。在實際的工程實踐應(yīng)用中,隔震和消能減震是減輕地震災(zāi)害的兩種應(yīng)用相對廣泛的技術(shù)措施。
1)隔震技術(shù)。隔震技術(shù)是通過把如橡膠隔震墊等隔震消能裝置安放在結(jié)構(gòu)物底部和基礎(chǔ)(或底部柱頂)之間,來隔開上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ),從而改變結(jié)構(gòu)的動力作用和動力特性,有利于減輕結(jié)構(gòu)物的地震反應(yīng)。隔震技術(shù)是目前國際上使用相對廣泛,得到認可的一種技術(shù),適用于較重要低層和多層建筑的如學(xué)校、醫(yī)院、商場等人員相對密集、要求相對較高的使用功能的建筑。
2)消能減震技術(shù)。減震措施主要是借助建筑物之外的部件來增加建筑物的阻尼,消耗地震傳遞給建筑物結(jié)構(gòu)的能量,避免建筑物受到地震作用的損害。減震技術(shù)不僅可用于新建結(jié)構(gòu)的減震設(shè)計;也可用于已有建筑結(jié)構(gòu)的抗震和加固。消能減振技術(shù)是用特別設(shè)置的機構(gòu)和元件將地震動的能量加以吸收耗散,以保護主體結(jié)構(gòu)的安全。目前消能減震技術(shù)在行業(yè)范圍內(nèi)也得到了廣泛的應(yīng)用、實踐,并且得到了可靠的驗證,是一種有效的減輕地震災(zāi)害的一種技術(shù)措施。
建筑設(shè)計活動中的豎向布置是對建筑結(jié)構(gòu)高度質(zhì)量與剛度分布內(nèi)容的直接體現(xiàn),因為不同的建筑物的使用功能存在差異化,使得不同類型的建筑物的使用內(nèi)容各不相同,建筑物的實際建設(shè)需求也就呈現(xiàn)出了不同的表現(xiàn)。比如,樓層較低的建筑物大多是被用來作為商場來完成商業(yè)活動,其需加強對空間結(jié)構(gòu)的擴大化,使其得以做到大間距,形成大范圍的廣泛空間。但是,就高層建筑物來說,其作用主要是用來作為居住亦或者寫字辦公,所以需求加強對底部承重力的提高,無需對間距與空間范圍進行擴展。這也就導(dǎo)致不同的建筑物,因使用功能的差異性存在,其質(zhì)量追求與剛度均勻程度顯得較為不協(xié)調(diào)。這樣一來,建筑物會更易產(chǎn)生變形,其剛度會因難以滿足實際需求而顯得承載力過于薄弱,降低其抗震能力。在建筑物的設(shè)計環(huán)節(jié),建筑物的使用功能會對建筑的構(gòu)造內(nèi)容造成影響,導(dǎo)致其承重墻、承重柱的布局與構(gòu)造表現(xiàn)地各不相同,其在功能的追求上也會出不均勻的現(xiàn)象,在一定程度上降低了建筑物的抗震能力。針對于這樣的問題存在,建筑物的豎向布置需要做到對剪力墻的均勻設(shè)置,保障其得以直接地形成貫通,形成更為穩(wěn)定的連續(xù)性,降低扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的不利影響。
總的來說,在對建筑項目進行設(shè)計活動的時候,需要加強對抗震能力的重視,確保建筑物能夠在使用過程中,擁有更為安全的使用保障。因此,建筑物的設(shè)計應(yīng)當(dāng)與其自身的抗震能力相結(jié)合,以此來讓二者能夠成為一個密不可分的整體,確保設(shè)計活動能夠與結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性相適應(yīng),保障抗震設(shè)計環(huán)節(jié)得以成為建筑物設(shè)計活動的重中之重。