曹剛

摘 要：地震處于突發(fā)性的地質(zhì)災(zāi)害，在嚴(yán)重的地震災(zāi)害影響下，眾多建筑工程會(huì)出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，區(qū)域交通和通信會(huì)陷入癱瘓，人們正常生活及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展均會(huì)遭受巨大沖擊。我國(guó)屬于地震高發(fā)區(qū)，為了降低地震災(zāi)害所帶來的損失或影響，需落實(shí)地震災(zāi)害的預(yù)防工作，將抗震概念設(shè)計(jì)與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相結(jié)合應(yīng)用，是提升建筑抗震性能的重要措施，可為建筑用戶提供相對(duì)安全的空間，進(jìn)而保障廣大人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

關(guān)鍵詞：房屋建筑；結(jié)構(gòu)抗震；概念設(shè)計(jì)；應(yīng)用

引言

目前時(shí)代的發(fā)展使得計(jì)算機(jī)的應(yīng)用范圍越來越廣泛，其應(yīng)用雖然使得設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)的工作更加方便，對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的效率和質(zhì)量進(jìn)行提升，但同時(shí)也會(huì)使得設(shè)計(jì)人員對(duì)計(jì)算機(jī)越來越依賴。許多設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)的過程中，都認(rèn)為只需要保證設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范就可以，因此其設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)合理性、經(jīng)濟(jì)性以及整體性都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。對(duì)此，就需要對(duì)概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用進(jìn)行重視，從而對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平進(jìn)行提升。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)應(yīng)用的原則

1.1 空間作用原則

作為一種空間結(jié)構(gòu)，建筑物在進(jìn)行結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的過程中，就需要對(duì)其結(jié)構(gòu)空間作用的科學(xué)性進(jìn)行保證，并且對(duì)其原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行恢復(fù)，從而對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性、安全性以及科學(xué)性進(jìn)行保障。

1.2 優(yōu)化選型原則

首先，需要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)布置進(jìn)行優(yōu)化。在對(duì)建筑使用的方向和需要進(jìn)行確定的基礎(chǔ)上，優(yōu)化布置建筑的柱墻支承系統(tǒng)、基礎(chǔ)系統(tǒng)以及樓層蓋水平。除此之外，還需要比較建筑的支承作法、豎向變形、承載力、地質(zhì)條件、側(cè)向變形等結(jié)構(gòu)性，從而對(duì)其優(yōu)越性、科學(xué)性、合理性進(jìn)行進(jìn)一步的確定。其次，需要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行優(yōu)化。在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)體系的過程中，需要對(duì)建筑基本構(gòu)件的特點(diǎn)進(jìn)行充分的掌握，隨后以建筑使用情況、荷載以及環(huán)境為依據(jù)，對(duì)優(yōu)化方案進(jìn)行選擇，從而對(duì)各種情況間的關(guān)系進(jìn)行判斷，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行結(jié)構(gòu)單元的創(chuàng)建，對(duì)結(jié)構(gòu)單元應(yīng)用交叉、疊合、線型以及平面等集合形式進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而促使主要結(jié)構(gòu)體系形成。

1.3 弱梁強(qiáng)柱設(shè)計(jì)原則

在設(shè)計(jì)建筑的過程中，需要遵守弱梁強(qiáng)柱的原則。這一設(shè)計(jì)原則的應(yīng)用，能夠使得強(qiáng)烈地震發(fā)生的時(shí)候，建筑結(jié)構(gòu)梁的塑性充分體現(xiàn)出來。

1.4 結(jié)構(gòu)延性設(shè)計(jì)原則

通常情況下，延性系數(shù)會(huì)將建筑結(jié)構(gòu)延性體現(xiàn)出來，并且其系數(shù)是結(jié)構(gòu)極限變形和屈服變形的比值，建筑結(jié)構(gòu)的延性就由其比值所決定，其延性越好就代表其比值越大。與此同時(shí)，如果建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性較好，則其整體建筑結(jié)構(gòu)的延性必然也十分優(yōu)良。

2 房屋建筑中結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用

2.1 抗震結(jié)構(gòu)體系的選擇

首先結(jié)構(gòu)體系要能概括出計(jì)算簡(jiǎn)圖和內(nèi)力傳遞路線，同時(shí)為了增加安全度，避免因部分構(gòu)件遇地震破壞而引發(fā)建筑結(jié)構(gòu)體系失去抗震能力或承載能力，應(yīng)設(shè)置多道抗震防線，比如地震時(shí)框架結(jié)構(gòu)中，填充墻應(yīng)先于框架破壞；框架-抗震墻結(jié)構(gòu)中，抗震墻應(yīng)先受水平地震力破壞。

2.2 注重抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

就當(dāng)前的建筑概況來看，150m 以上的建筑中，主要采用了三種類型的結(jié)構(gòu)體系，即框-筒、筒中筒以及框架支撐體系，這三種體系均是在建筑中存在和應(yīng)用較好的主要體系。我國(guó)鋼材生產(chǎn)總量較大，且在鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中取得了非常大的進(jìn)步，故建議在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，盡可能地運(yùn)用鋼骨混凝土的建筑結(jié)構(gòu)、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)以及鋼結(jié)構(gòu)，并在此基礎(chǔ)上，不斷調(diào)校柱斷面的大小，改善結(jié)構(gòu)中的抗震性能。建筑結(jié)構(gòu)在抗震功能的設(shè)計(jì)中，施工人員可以將傳統(tǒng)的、以硬性為主的抗震模式逐漸轉(zhuǎn)向以柔性為主的抗震模式，最終將以柔克剛和剛?cè)嵯酀?jì)的主要目的進(jìn)行落實(shí)，能夠?qū)⒌卣鸢l(fā)生時(shí)的主要沖擊力進(jìn)行釋放。

2.3 房屋建筑場(chǎng)地的合理選擇

由于地殼運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生地震，房屋建筑會(huì)因受到地震影響而受到不同程度的破壞。由此可見，地質(zhì)條件的優(yōu)良程度是直接影響房屋建筑是否能抵抗地震災(zāi)害的重要因素。在進(jìn)行房屋建筑位置的選擇時(shí)一定要科學(xué)合理且慎重。在進(jìn)行房屋建筑位置選擇時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面，首先，在選擇合理建筑位置時(shí)，應(yīng)將地質(zhì)堅(jiān)硬、地勢(shì)開闊等有利于抗震的場(chǎng)地作為第一個(gè)考慮選項(xiàng)，選擇這樣地質(zhì)條件較好的土地進(jìn)行房屋建筑，可以有效緩解地震活動(dòng)影響地基穩(wěn)定，造成地基塌陷，繼而發(fā)生房屋建筑坍塌的情況；其次，在進(jìn)行位置選擇時(shí)，應(yīng)盡力避免地質(zhì)松軟、地勢(shì)狹窄等不利于抗震的土地，如河岸地、山坡地等，否則在地震突發(fā)時(shí)，極易造成雪上加霜的局面，地質(zhì)松軟或地勢(shì)狹窄的土地，一旦遇到地震等自然災(zāi)害，勢(shì)必會(huì)在雙重不利條件下導(dǎo)致房屋建筑倒塌，造成人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失等；再次，在進(jìn)行房屋建筑選址時(shí)，應(yīng)避開自然災(zāi)害并發(fā)區(qū)，諸如容易發(fā)生泥石流或者滑坡危險(xiǎn)的地段，避免在遇到地震災(zāi)害時(shí)并發(fā)其他自然災(zāi)害，數(shù)災(zāi)并發(fā)，造成房屋建筑損壞嚴(yán)重，人員傷亡極大的嚴(yán)重后果。

2.4 牢固樹立概念設(shè)計(jì)理念意識(shí)

建筑方案設(shè)計(jì)的目的是構(gòu)造功能與美觀協(xié)調(diào)統(tǒng)一的建筑空間，結(jié)構(gòu)工程師的首要任務(wù)是在此過程中配合處理好結(jié)構(gòu)方案、整體結(jié)構(gòu)、子結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的整體關(guān)系。結(jié)構(gòu)工程師的概念設(shè)計(jì)能力積累會(huì)貫穿于在一系列設(shè)計(jì)實(shí)踐的不懈追求中，結(jié)構(gòu)工程師要不斷用行動(dòng)抵制被動(dòng)參與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，抵制只關(guān)注結(jié)構(gòu)計(jì)算是否通過規(guī)范及計(jì)算機(jī)輔助程序的計(jì)算反饋快速出圖和完成設(shè)計(jì)的誘惑。結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)把更多的精力放在建筑方案階段對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的思考上，綜合運(yùn)用其掌握的結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)理念，實(shí)現(xiàn)選擇效果最好、經(jīng)濟(jì)性平衡的結(jié)構(gòu)方案，從整體上把握結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方向，避免誤入歧途。

2.5 結(jié)構(gòu)性預(yù)制件的合理布局

房屋結(jié)構(gòu)預(yù)制件的合理布局非常重要，尤其是混凝土和鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件，其豎向和平面布置與房屋本身結(jié)構(gòu)的抗震性能有非常密切的聯(lián)系，在房屋的錯(cuò)落豎向結(jié)構(gòu)和平行結(jié)構(gòu)的布置原則方面，應(yīng)當(dāng)有效地提升整個(gè)房屋結(jié)構(gòu)的抗震性能，尤其是在豎向剛度和強(qiáng)度的應(yīng)用方法上，一定要保證對(duì)房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震性的設(shè)計(jì)有良性作用。施工中應(yīng)該保證工件使用的均勻度，嚴(yán)格控制屋外的設(shè)計(jì)布線和抗震縫的位置設(shè)置，做到盡可能地保證房屋結(jié)構(gòu)功能齊全，以達(dá)到抗震時(shí)間長(zhǎng)的效果，并且使房屋視覺效果美觀大方。在進(jìn)行房屋墻面的砌體剛度和整體性的工作中，抗震構(gòu)件應(yīng)當(dāng)盡可能地使用現(xiàn)澆混凝土樓蓋，這些混凝土結(jié)構(gòu)本身的水平高度和整體性能非常優(yōu)良，且經(jīng)過大量的地震抗震實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，可以有效地增強(qiáng)房屋的整體性和剛度。在施工過程中一定要使得抗震墻體平面上的水平都盡可能對(duì)齊，解決房屋散落和位移的問題，同時(shí)配合地震過程中的構(gòu)造柱和鋼筋位置均勻分布，以改善房屋的整體抗震性。

結(jié)束語

綜上所述，建筑的抗震性與人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全息息相關(guān)，加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的重要性是不言而喻的，因此，在建筑施工設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)建筑所在區(qū)域的地質(zhì)情況及具體的抗震要求進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以進(jìn)一步提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，進(jìn)而為建筑用戶提供一個(gè)安全、舒適的生活工作環(huán)境。

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