魏秀瑛,張同文

(湖南高速鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院,湖南 衡陽(yáng) 421002)

1 建筑工程的抗震設(shè)計(jì)理念

依照我國(guó)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看,對(duì)建筑抗震設(shè)計(jì)有著具體的要求,即三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)、兩個(gè)階段。所謂三個(gè)標(biāo)準(zhǔn),即是面對(duì)小型地震時(shí),建筑物不會(huì)出現(xiàn)損壞；面對(duì)重型地震時(shí)候,建筑物可進(jìn)行修復(fù)；面對(duì)大型地震時(shí),建筑物不會(huì)出現(xiàn)倒塌。兩個(gè)階段則是指,當(dāng)?shù)卣饛?qiáng)度低于該區(qū)域抗震設(shè)防烈度時(shí),建筑結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)彈性變形,但并不影響正常使用。這也意味著在地震的作用之下,建筑結(jié)構(gòu)彈性變形在彈性變形限值之內(nèi)；而當(dāng)?shù)卣饛?qiáng)度接近該區(qū)域抗震設(shè)防烈度時(shí),建筑結(jié)構(gòu)逐步進(jìn)入非彈性變形階段,建筑物會(huì)出現(xiàn)一定程度的損壞,但在經(jīng)過(guò)維修之后,仍可投入使用。

2 建筑工程中抗震設(shè)計(jì)的作用

2.1 明確建筑物剛度

建筑物抗震設(shè)計(jì)的首要工作即是明確建筑的剛度,其具體需求應(yīng)當(dāng)于抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行之前便掌握基本方向。一般來(lái)說(shuō),多是采用調(diào)整剛勁混凝土墻柱布置的及方法,在進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算之前,需仔細(xì)審視建筑布局,思考該如何在不影響建筑物功能性的情況下完成上述工作。而在結(jié)構(gòu)計(jì)算的過(guò)程之中,需要對(duì)剛度中心與荷載中心的距離予以關(guān)注,縮短兩者間的距離能夠使梁板墻柱的受力更加合理,從而避免某一構(gòu)件或局域構(gòu)件承受地震壓力過(guò)重的情況出現(xiàn),使其結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定、合理。

2.2 減震、隔震設(shè)計(jì)

隔震層多是設(shè)立在建筑主體與建筑基礎(chǔ)之間,此外于建筑物頂端設(shè)反擺,可有效降低地震時(shí)的加速度。上述兩種方法是目前建筑工程設(shè)計(jì)之中較為常見(jiàn),亦是應(yīng)用較為廣泛的方法。從實(shí)際效果來(lái)看,后者比前者在減震、隔震上效果更加突出,如果布置得當(dāng)?shù)脑?甚至能削弱近百分之七十左右地震力,能夠極大的提高建筑物的抗震能力。

為提高建筑工程的抗震力,保障建筑工程的抗震功能,需格外注意以下幾點(diǎn)：①需要慎重考慮地基的穩(wěn)定性,盡可能選擇對(duì)抗震有所益處的地基,避免因地基變形而對(duì)建筑物的抗震功能造成影響；②對(duì)于同一建筑工程單元來(lái)說(shuō),需再性質(zhì)一樣的地基上進(jìn)行統(tǒng)一設(shè)計(jì),并將地基的潛力滲入建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容之中,最大化發(fā)揮地基的抗震功能；③在建筑工程的設(shè)計(jì)之中,盡可能兼顧規(guī)則、對(duì)稱(chēng)的基本原則,以降低因地震作用而引發(fā)的建筑變形,或是地震作用力過(guò)于集中而致建筑扭曲等情況的發(fā)生；④在建筑的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)之中,需要多增添幾道抵抗防線,用以提高建筑工程的抗震力,并且明確建筑工程的受力設(shè)計(jì),避免出現(xiàn)建筑工程局部薄弱的問(wèn)題；⑤在建筑工程的設(shè)計(jì)之中,盡可能的減少其自身重量,降低建筑物對(duì)地基形成的壓力,以此緩解地震沖擊作用,進(jìn)而降低地震對(duì)于建筑物的影響。

3 建筑工程抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 選擇適合的建筑工程體系

為了確保建筑物整體的協(xié)調(diào),首要考慮的就是挑選適合的建筑工程體系,那么在建筑工程抗震設(shè)計(jì)之中,需要讓所設(shè)計(jì)的建筑物結(jié)構(gòu)體系符合下列兩大條件：首先是穩(wěn)定；其次是適宜。簡(jiǎn)而言之,一個(gè)科學(xué)化的現(xiàn)代建筑工程,在滿足彈性變形需求的情況之下,也能有效抵抗地震的沖擊力。

3.2 提高抗震設(shè)計(jì)等級(jí)

據(jù)相關(guān)資料顯示,對(duì)于地震災(zāi)害的分析以50年作為一個(gè)周期,小型地震的重現(xiàn)期約為50年,且小型地震災(zāi)害超過(guò)抗震設(shè)計(jì)安全烈度的概率約為百分之六十；中型地震重現(xiàn)期約為490年,且中型地震災(zāi)害超過(guò)抗震設(shè)計(jì)安全烈度的概率約為10%；大型地震重現(xiàn)期約為1800年,且大型地震災(zāi)害超過(guò)抗震設(shè)計(jì)安全烈度的概率約為2%。因此,我國(guó)不少建筑工程專(zhuān)家針對(duì)我國(guó)地質(zhì)特點(diǎn)以及地震發(fā)生規(guī)律,均提出需及時(shí)提高建筑工程的抗震等級(jí),并對(duì)當(dāng)前建筑工程的抗震設(shè)計(jì)予以控制,以此保障建筑工程抗震的穩(wěn)定性。

3.3 規(guī)則化建筑形體

在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)以及構(gòu)建設(shè)計(jì)時(shí),需遵循相應(yīng)的規(guī)范,如若發(fā)現(xiàn)建筑物的形體出現(xiàn)不規(guī)則的扭曲變形、凹陷、凸出等問(wèn)題,設(shè)計(jì)人員需根據(jù)相關(guān)結(jié)構(gòu)計(jì)算分析軟件對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行剛度判斷,扭轉(zhuǎn)位移需控制在1.2-1.5間,同層側(cè)向剛度不得低于相鄰上層側(cè)向剛度的百分之六十,且不能低于其上層相鄰三個(gè)樓層側(cè)向剛度的百分之七十五。此外,A即高度建筑物的周期比需控制在0.9之內(nèi),對(duì)于剛度較小的樓層而言,其地震剪力應(yīng)當(dāng)在基礎(chǔ)上乘以1.1的增大系數(shù)。上述規(guī)范中,若有任何一點(diǎn)未能滿足,就必須多建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。不過(guò),若是因?yàn)槠渌O(shè)計(jì)上的特別要求,而注定難以符合上述規(guī)范,則必須對(duì)建筑的薄弱部位進(jìn)行加固處理,以確保建筑物能夠符合抗震設(shè)計(jì)的基本要求。

3.4 建筑工程材料質(zhì)量管理

建筑工程抗震性能除了受上述因素影響之外,在絕大多數(shù)情況下也都與建筑工程的施工材料具有莫大關(guān)系。一般來(lái)說(shuō),建筑材料的強(qiáng)度越高就意味著建筑工程的抗震性能會(huì)更加突出,同時(shí)建筑材料的連續(xù)性以及其均衡性均會(huì)對(duì)建筑工程造成一定的影響。因此,在建筑材料的選取過(guò)程之中,需要額外對(duì)其延伸性以及剛度進(jìn)行審視,并結(jié)合實(shí)際情況考慮,最大程度上確保建筑工程材料與建筑工程體系的一致性。

3.5 重點(diǎn)部位設(shè)防

設(shè)計(jì)人員需格外關(guān)注建筑中容易出現(xiàn)問(wèn)題的環(huán)節(jié),對(duì)于部分重要的環(huán)節(jié),可以人為予以加強(qiáng),以煤礦建筑井口房為例,當(dāng)驅(qū)動(dòng)設(shè)置于樓板之上,該區(qū)域振動(dòng)大、拉力強(qiáng),且關(guān)系到煤礦生產(chǎn),因而在設(shè)計(jì)過(guò)程之中,需要予以額外強(qiáng)化。此外,考慮到破壞后容易引發(fā)大面積的構(gòu)件倒塌,所以也要進(jìn)行加強(qiáng)處理。

3.6 軸壓比與短柱設(shè)計(jì)

出于提高結(jié)構(gòu)的抗震性考慮,在建筑工程抗震設(shè)計(jì)之中,可以通過(guò)減小軸壓比,增大截面尺寸來(lái)實(shí)現(xiàn)。減小軸壓比的作用在于改善柱的受壓情況,同時(shí)避免混凝土壓碎情況的出現(xiàn)。柱具有較高的剛性強(qiáng)度,在地震災(zāi)害發(fā)生時(shí),其對(duì)于能量的吸收與耗散均較大,故而容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞,這一點(diǎn)也要予以關(guān)注。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述,在建筑工程抗震設(shè)計(jì)之中,需要考慮的因素較多,比如其功能性、設(shè)防烈度、地基性質(zhì)、建筑材料以及施工技術(shù)等等,同時(shí)需慎重思考建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并結(jié)合建筑工程的實(shí)際情況,實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)體系的最優(yōu)化,以此促進(jìn)建筑工程抗震能力的提升。