王輝剛/貴州新基石建筑設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)淺述

王輝剛/貴州新基石建筑設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司

近些年來(lái)我國(guó)自然災(zāi)害特別是地質(zhì)自然災(zāi)害頻發(fā)，嚴(yán)重影響人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，同時(shí)也對(duì)社會(huì)穩(wěn)定與長(zhǎng)治久安產(chǎn)生了巨大的影響。以汶川、玉樹兩大地震為首的地質(zhì)災(zāi)害給我國(guó)的現(xiàn)代化建設(shè)帶來(lái)了較大的負(fù)面影響，地震中大型建筑倒塌會(huì)造成的重大傷亡發(fā)人深省，通過(guò)建筑結(jié)構(gòu)改善建筑抗震水平已迫在眉睫。本文根據(jù)筆者工作實(shí)踐，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析和探討。

建筑；結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；抗震

一、地震中建筑倒塌的主要原因分析

根據(jù)地震中建筑倒塌的數(shù)據(jù)得知，在地震地質(zhì)災(zāi)害當(dāng)中導(dǎo)致房屋倒塌的原因主要由以下兩個(gè)方面的內(nèi)容影響。

（一）建筑施工質(zhì)量問(wèn)題

在建筑施工環(huán)節(jié)中存在的抗震質(zhì)量問(wèn)題一直是限制我國(guó)建筑施工行業(yè)發(fā)展質(zhì)量的主要因素之一。這方面的內(nèi)容一方面是由于建設(shè)過(guò)程中施工方為了提升綜合經(jīng)濟(jì)效益，過(guò)分強(qiáng)調(diào)眼前的利益而忽視了長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展，從而采用較為粗陋的施工工藝以及施工建筑材料進(jìn)行施工，導(dǎo)致建筑物的整體抗震水平不達(dá)標(biāo)，嚴(yán)重影響了我國(guó)的建筑整體質(zhì)量，甚至在重大地震中奪走了許多人的生命。

（二）建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于提升建筑的抗震水平也具有相當(dāng)明顯的作用。根據(jù)我國(guó)對(duì)于高強(qiáng)度抗震地區(qū)的建筑施工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求來(lái)看，其中明確要求了廢除預(yù)制板的施工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方式，必須要使用現(xiàn)澆樓板，即使是低強(qiáng)度地區(qū)也必須通過(guò)加現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁的方式進(jìn)行施工操作。但是在汶川地震中我們發(fā)現(xiàn)有許多主要建筑根本沒(méi)有按照國(guó)家抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行建筑，由于缺乏圈梁以及構(gòu)造柱設(shè)計(jì)不合理導(dǎo)致了大量的人員傷亡與財(cái)產(chǎn)損失。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑抗震中的應(yīng)用

（一）具有明確的抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)

建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)必須要建立在良好的場(chǎng)地的基礎(chǔ)之上，所以在開展建筑設(shè)計(jì)之前，設(shè)計(jì)人員必須對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況進(jìn)行全面了解與勘察，確定場(chǎng)地結(jié)構(gòu)符合抗震基本條件的前提下才可以進(jìn)行建造，根據(jù)我國(guó)相關(guān)抗震設(shè)計(jì)的基本規(guī)范，小震不壞、大震不倒的抗震設(shè)計(jì)基本目標(biāo)。建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員，需要不斷提高自身的抗震意識(shí)，以此才能更好地在實(shí)際工作中，進(jìn)行良好的抗震設(shè)計(jì)。其在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要基于抗震設(shè)計(jì)意識(shí)，以及我國(guó)目前頒布的抗震減災(zāi)的法律法規(guī)，對(duì)其施工建筑物的抗震性能進(jìn)行科學(xué)性、安全性的評(píng)估，之后根據(jù)其抗震性的強(qiáng)弱度，對(duì)其建筑物主體結(jié)構(gòu)，使用不同方法，進(jìn)行設(shè)計(jì)設(shè)防，以此來(lái)有效地控制建筑物在遭受地震災(zāi)害時(shí)，可能發(fā)生的損害情況。其對(duì)于建筑物，進(jìn)行設(shè)防設(shè)計(jì)的時(shí)候，可以將其按照可能發(fā)生災(zāi)害情況概率的方法，把建筑物分為甲乙丙丁四類，以此進(jìn)行相應(yīng)的抗震設(shè)計(jì)。在其分類中，不同的區(qū)域地質(zhì)環(huán)境對(duì)其建筑物可能發(fā)生次生災(zāi)害的幾率有著極大的影響，因此需要設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)與抗震設(shè)計(jì)之前深入實(shí)地，對(duì)其具體的施工地點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，進(jìn)而有效地提高建筑物的抗震設(shè)計(jì)性能。

（二）強(qiáng)化建筑底層的抗震能力

根據(jù)地震的相關(guān)災(zāi)害資料不難發(fā)現(xiàn)，幾乎絕大多數(shù)的建筑出現(xiàn)倒塌情況都是由于底層的抗震能力較弱所導(dǎo)致的。從低層建筑結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，主要可以歸結(jié)為以下兩個(gè)方面: 其一，底層框架的設(shè)計(jì)工作沒(méi)有根據(jù)國(guó)家出臺(tái)的相應(yīng)抗震設(shè)計(jì)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，而是根據(jù)投資方的利益進(jìn)行了空間的擴(kuò)充，為了獲得更大的銷售空間與銷售利益而采取了中空設(shè)計(jì)，降低了柱在底層設(shè)計(jì)中的應(yīng)用數(shù)量，最終導(dǎo)致整個(gè)建筑物的抗震水平大大下降。其二，建筑物臨街問(wèn)題。一些建筑物在設(shè)計(jì)過(guò)程中往往會(huì)出現(xiàn)臨街的情況，而臨街部分為了提升商業(yè)街的綜合利用效率往往只有承重柱而沒(méi)有承重墻，結(jié)果就會(huì)導(dǎo)致稱重能力大大下降，這樣一旦出現(xiàn)強(qiáng)烈地震，缺乏承重墻的臨街建筑物十分容易出現(xiàn)柱支撐應(yīng)力過(guò)大導(dǎo)致斷裂，其結(jié)果就會(huì)向著臨街的一面傾斜甚至倒塌，造成嚴(yán)重的安全事故。為了解決上述建筑底層設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，最佳的方案就是通過(guò)加強(qiáng)建筑的圈梁以及構(gòu)造柱的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)抗震能力的普遍提升。

（三）增強(qiáng)建筑物剛性與整體性設(shè)計(jì)

從房屋內(nèi)部構(gòu)造的角度上來(lái)看，一般房屋是通過(guò)縱橫承重構(gòu)件以及頂部的樓蓋組成整個(gè)空間內(nèi)部具有一定剛度的結(jié)構(gòu)體系的，在這個(gè)體系當(dāng)中，影響抗震能力的核心因素就是建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的空間整體剛度以及相應(yīng)的整體性水平。根據(jù)我國(guó)當(dāng)前的建筑物設(shè)計(jì)與建筑現(xiàn)狀來(lái)看，大多數(shù)現(xiàn)澆鋼筋混凝土具有良好的整體性以及水平剛度，但是由于存在滑移和散落的問(wèn)題，所以為了進(jìn)一步提升房屋的整體穩(wěn)定性，就必須要通過(guò)設(shè)計(jì)樓板的剛度來(lái)提升墻體的穩(wěn)定性，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)建筑物抗震能力的提升。另外，現(xiàn)澆樓板以及屋蓋作為較強(qiáng)的框架結(jié)構(gòu)，其具有優(yōu)良的空間剛度與整體穩(wěn)定特征，所以也被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代建設(shè)當(dāng)中。

（四）強(qiáng)柱弱梁設(shè)計(jì)思路的應(yīng)用

根據(jù)當(dāng)前我國(guó)現(xiàn)行的基本抗震設(shè)計(jì)的規(guī)范化要求中提及的內(nèi)容，當(dāng)前我國(guó)的基本建筑設(shè)計(jì)的預(yù)期是強(qiáng)柱弱梁的設(shè)計(jì)方案，這種設(shè)計(jì)方案可以有效預(yù)防建筑物在地震中出現(xiàn)倒塌的情況。其設(shè)計(jì)理念簡(jiǎn)要介紹如下: 強(qiáng)柱弱梁的設(shè)計(jì)思路實(shí)際上就是通過(guò)梁端在承受到超出地震設(shè)計(jì)的預(yù)估等級(jí)的地震地質(zhì)災(zāi)害時(shí)可以通過(guò)產(chǎn)生裂縫出現(xiàn)塑性變形來(lái)有效吸收地震帶來(lái)的能量，在保證整個(gè)構(gòu)造柱在地震過(guò)程中不出現(xiàn)倒塌的前提下實(shí)現(xiàn)對(duì)能量的重復(fù)吸收，這樣就可以有效提升建筑物的抗震水平，降低在震害中倒塌的幾率。另外，強(qiáng)柱弱梁的設(shè)計(jì)思路還可以降低建筑物的整體成本造價(jià)，提升綜合經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)行業(yè)的全面穩(wěn)定發(fā)展。

（五）重視建筑結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)的合理性

目前，在工民建筑物結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，包含著多樣的設(shè)計(jì)方法，因此不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法需要進(jìn)行不同的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。同時(shí)其施工場(chǎng)地，也會(huì)對(duì)建筑物抗震性能的有效發(fā)揮，有著極大的不利影響。因此需要設(shè)計(jì)人員在實(shí)際的建筑物設(shè)計(jì)中，對(duì)其建筑物的結(jié)構(gòu)形式，進(jìn)行重視。在設(shè)計(jì)中，使用了混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，該結(jié)構(gòu)在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，具有良好的承載力，并且對(duì)于地震發(fā)生時(shí)的多種應(yīng)力壓力，也有著良好的抵御作用，因此在建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)用十分廣泛。針對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行的抗震設(shè)計(jì)，需要根據(jù)該地可能發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的等級(jí)以及具體的抗震規(guī)范要求，來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑物的抗震設(shè)計(jì)時(shí)，需要對(duì)其樓層高度以及基于樓高的側(cè)移量，進(jìn)行重視。如果其樓層太高，使得該建筑物將會(huì)在實(shí)際的應(yīng)用中，一旦出現(xiàn)地震災(zāi)害，或者是惡劣的天氣情況時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致建筑物側(cè)移，繼而導(dǎo)致建筑物在抵御各類災(zāi)害情況時(shí)，其所承受的應(yīng)力加大。因此在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需重視其各項(xiàng)因素的影響，根據(jù)本地區(qū)的實(shí)際情況，進(jìn)行樓層的設(shè)計(jì)，其中在多層樓的抗震設(shè)計(jì)中，多使用縱橫墻承重，或者是橫墻承重。

三、總結(jié)

建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)可以有效降低房屋倒塌的概率，即使出現(xiàn)較強(qiáng)地震引發(fā)房屋倒塌，對(duì)于房屋倒塌情況下整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性也具有一定的作用，可以有效降低建筑物倒塌帶來(lái)的人員傷亡。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員除了強(qiáng)化自身專業(yè)技術(shù)水平之外，還要重點(diǎn)對(duì)建筑當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)與氣候情況進(jìn)行充分了解，與施工材料進(jìn)行全面結(jié)合從而選出最佳的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，為實(shí)現(xiàn)建筑抗震以及人們?nèi)罕姷纳踩Ｕ咸峁┘夹g(shù)支持。

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