胡曉峰 黃曉宇
陜西省現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)研究院 陜西 西安 710000
隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,城市建設(shè)越來(lái)越繁榮,越來(lái)越多的高層建筑正在大量建設(shè),建筑業(yè)則應(yīng)高度重視高層建筑的抗震性能。天災(zāi)總是無(wú)情的,沒有征兆。我們要建設(shè)一個(gè)更好的國(guó)家,就必須加強(qiáng)防災(zāi),提高抗震能力,應(yīng)對(duì)各種自然災(zāi)害。只有這樣,人們才能有足夠的時(shí)間應(yīng)對(duì)強(qiáng)烈的自然災(zāi)害,才能真正享受城市帶來(lái)的便利。
根據(jù)我國(guó)相關(guān)行業(yè)規(guī)定,我國(guó)建筑抗震設(shè)計(jì)類別主要包括以下幾種形式:甲類建筑,這種建筑屬于在地震發(fā)生時(shí),可能出現(xiàn)嚴(yán)重次生災(zāi)害的建筑,會(huì)造成巨大的人員傷亡或者財(cái)產(chǎn)損失,甚至還會(huì)引發(fā)水災(zāi)、火災(zāi)或者爆炸等災(zāi)害,成為在地震后產(chǎn)生一系列的衍生反應(yīng)。乙類建筑,這類建筑在地震過程中會(huì)受到一定的程度的破壞,但是影響功能使用,就要盡快恢復(fù)。乙類建筑多屬于人員流動(dòng)密集的公共建筑。丙類建筑,這類建筑介于甲類建筑和乙類建筑之間。丁類建筑,這類建筑主要包括人員活動(dòng)較少,并且不會(huì)發(fā)生次生災(zāi)害的建筑等,在地震過中,對(duì)社會(huì)影響較少,不會(huì)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。
在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)過程中,會(huì)受到各種因素的影響,滿足不了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),影響到施工質(zhì)量,影響到建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。下面就針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)在抗震設(shè)計(jì)經(jīng)常遇到的問題展開論述。
根據(jù)大量地震案例證明,地震過后的建筑物破壞嚴(yán)重的大部分平面形狀都比較復(fù)雜,因此在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中,無(wú)論在單層建筑設(shè)計(jì)還是在多層設(shè)計(jì)中,要保證平面和空間的形狀簡(jiǎn)潔,傳力途徑明確,在通常情況下,可以選擇圓形、矩形等,要盡量不選擇內(nèi)凹和外凸體型,避免出現(xiàn)不對(duì)稱的側(cè)翼或者過長(zhǎng)的伸翼;在進(jìn)行體型分布設(shè)計(jì)過程中,也要保證整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和剛度,不能為了外表美觀,而忽略了建筑物的安全性。因此,在設(shè)計(jì)過程中,設(shè)計(jì)人員要結(jié)合實(shí)際情況,選擇合理的建筑結(jié)構(gòu)體型,保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[1]。
在進(jìn)行建筑平面設(shè)計(jì)過程中,要滿足實(shí)際需要,合理控制柱間距,做好通道和樓梯的合理設(shè)置,合理布置內(nèi)墻和活動(dòng)空間等,保證各方面能夠協(xié)調(diào),從根本上降低在地震過程中對(duì)建筑物造成的損害。在進(jìn)行豎向布置過程中,要控制好樓上和樓下的不協(xié)調(diào)對(duì)稱問題,保證建筑結(jié)構(gòu)良好的性能。但是在實(shí)際過程中,有的設(shè)計(jì)人員為了追求更為美觀的設(shè)計(jì),導(dǎo)致平面設(shè)計(jì)和豎向設(shè)計(jì)出現(xiàn)不合理的地方,增加建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的隱患。
根據(jù)大量實(shí)踐證明,在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,很多建筑屋頂存在過高或者過重的情況,隨著時(shí)間的推移,長(zhǎng)期的重壓會(huì)導(dǎo)致屋頂結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形,大大增加建筑在地震過程中存在的安全風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)有的建筑物上下部沒有在同一條直線上,使得在地震過程中,導(dǎo)致承重墻出現(xiàn)扭曲問題。因此,在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中,設(shè)計(jì)要處理好這兩面的問題,保證建筑物的穩(wěn)定性,避免在地震過程中,影響建筑結(jié)構(gòu)的性能。
短柱問題對(duì)高層建筑物帶來(lái)的危害巨大,一旦發(fā)生地震,很難抵抗地震帶來(lái)的破壞,解決短柱問題是確保建筑物抗震性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。復(fù)合螺旋箍筋是解決短柱問題的有效方法,可以提升柱子的抗剪承載力[2]。除了復(fù)合螺旋箍筋之外,鋼管砼柱也是解決短柱問題的有效方法。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中,要根據(jù)工程的實(shí)際情況選擇最適合的改進(jìn)措施,最大限度地提高建筑物的抗震性能。
多層磚房抗震性差的因素比較多,改進(jìn)措施也要根據(jù)具體情況而定[3]。總體來(lái)說,我國(guó)對(duì)多層磚房抗震設(shè)計(jì)要求主要有三點(diǎn):小震不裂,中震可修,大震不倒。想要做到“大震不倒”,必須要滿足房屋高度、層數(shù)及構(gòu)造柱、圈梁等方面的要求。多層磚房的墻壁厚度不應(yīng)該小于240mm,層高不應(yīng)該超過3.6m。如果磚房的橫墻比較少,總高度和層數(shù)也應(yīng)該相應(yīng)地減少[4]。
建筑立面與平面布置不規(guī)則是導(dǎo)致建筑物抗震性能差的重要原因,在唐山大地震和汶川大地震中,很多建筑物就是因?yàn)檫@個(gè)原因發(fā)生了嚴(yán)重垮塌。在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)過程中,保持結(jié)構(gòu)質(zhì)心和剛心一致是解決該問題的有效措施,此外,還應(yīng)該最大限度地把建筑物的結(jié)構(gòu)重心降下來(lái),這樣就可以避免剛度突變或結(jié)構(gòu)連接處薄弱給建筑物帶來(lái)的不良影響。還有一點(diǎn)需要注意,屋面結(jié)構(gòu)剛度如果不夠,在發(fā)生地震時(shí),屋面結(jié)構(gòu)下部會(huì)造成嚴(yán)重破壞,因此,出屋面建筑部分的高度不應(yīng)該設(shè)置過高,這樣可以減小地震時(shí)產(chǎn)生的鞭梢效應(yīng)影響。
剛性樓蓋體系是建筑結(jié)構(gòu)空間剛度設(shè)計(jì)中重要的部分,現(xiàn)澆樓蓋是提高房屋整體性,增加樓板剛度,放寬平面墻體對(duì)其要求,從而減輕地震對(duì)建筑物破壞的有效方法。在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)過程中,如果平面上下墻體沒有對(duì)齊,同樣需要采用現(xiàn)澆樓蓋的方式進(jìn)行處理,原因是現(xiàn)澆樓蓋可以起到一定傳遞水平力,使得樓板對(duì)墻體的約束力增強(qiáng),從而達(dá)到提高建筑物整體剛度目的。
為了減少地震災(zāi)害造成的損失或影響,有必要對(duì)地震災(zāi)害進(jìn)行預(yù)防。地震概念設(shè)計(jì)與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相結(jié)合是提高建筑抗震性能的重要措施,為建筑使用者提供了一個(gè)安全的空間,保障了人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。