李國(guó)娟
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抗震設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,占據(jù)著十分重要的地位??拐鹪O(shè)計(jì)能夠降低地震對(duì)建筑物的破壞程度,最終對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)的安全進(jìn)行保障。在建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中,首先,要掌握建筑物的結(jié)構(gòu),并進(jìn)行概念設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)能夠?qū)Φ卣鹩?jì)算結(jié)果進(jìn)行保障,對(duì)建筑物的抗震性能進(jìn)行提高。其次,對(duì)地震進(jìn)行計(jì)算。因?yàn)樵诮ㄖY(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中,需要以精確的數(shù)據(jù)作為支持,所以設(shè)計(jì)中所需的數(shù)據(jù)必須通過(guò)嚴(yán)格的抗震計(jì)算來(lái)取得。
明確設(shè)計(jì)目標(biāo),能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)抗震性能進(jìn)行提高。建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)主要對(duì)象是整個(gè)建筑,目的是對(duì)整個(gè)建筑的抗震性能進(jìn)行提高,在設(shè)計(jì)過(guò)程中避免出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié),對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的整體性能造成影響。在抗震設(shè)計(jì)過(guò)程中,應(yīng)遵循建筑設(shè)計(jì)原則。首先,抗震設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)建筑物的整體結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行掌握,在提高建筑結(jié)構(gòu)的剛度時(shí),應(yīng)利用嚴(yán)格的計(jì)算和應(yīng)力分析來(lái)進(jìn)行。其次,要實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì),均勻分散強(qiáng)度,防止建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)。
第一,地下部分:在滿足規(guī)范的前提下,建筑物上部的荷載應(yīng)均勻分布于地下部分,這樣可使其受力構(gòu)件布置連續(xù)、規(guī)則、受力均勻;將平面布置復(fù)雜的平面以防震縫的形式劃分為若干規(guī)則的平面;如果上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件與地下結(jié)構(gòu)構(gòu)件對(duì)齊布置,可利用防震縫與上部塔樓連接的地下部分與其它地下部分脫開(kāi);如果上下構(gòu)件不是同一種結(jié)構(gòu)形式則會(huì)形成轉(zhuǎn)換構(gòu)件,并應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范的要求;同時(shí)還應(yīng)注重轉(zhuǎn)換層層高的控制,避免形成薄弱層。
第二,延性設(shè)計(jì):抗震設(shè)計(jì)的基本原則是“小震不壞、中震可修、大震不倒”,結(jié)構(gòu)體系應(yīng)設(shè)計(jì)成為強(qiáng)震下呈非線性反應(yīng)并進(jìn)入屈服狀態(tài),利用結(jié)構(gòu)的延性性能耗散地震的能量,從而使建筑物不至于倒塌,同時(shí)也使得工程造價(jià)更加合理;其中,墻、柱的軸壓比是影響結(jié)構(gòu)延性的重要因素,因此在抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)嚴(yán)格控制軸壓比使其不超過(guò)規(guī)范允許的范圍。
第三,施工方法:施工方法也會(huì)影響到建筑結(jié)構(gòu)體系的抗震性能,尤其是結(jié)構(gòu)的整體性。對(duì)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō),采用現(xiàn)澆的形式可以保證結(jié)構(gòu)具有良好的連續(xù)性,使得構(gòu)件間的節(jié)點(diǎn)更加可靠的連接從而確保有效的整體性。而構(gòu)件預(yù)制、節(jié)點(diǎn)現(xiàn)澆的裝配整體式結(jié)構(gòu)在節(jié)點(diǎn)處混凝土不易澆搗密實(shí),節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度不易保證,因而整體性差。裝配式結(jié)構(gòu)的整體性則更差,所以具有抗震要求的建筑應(yīng)盡量采用現(xiàn)澆的施工方法。
第四,在結(jié)構(gòu)體系選擇的時(shí)候,一定要對(duì)地震作用進(jìn)行全面的分析,防止地震來(lái)襲時(shí)對(duì)建筑物造成破壞。
在相同的設(shè)計(jì)條件下,場(chǎng)地的地質(zhì)條件對(duì)建筑抗震性能有著極大的影響,并且受到地震破壞程度差異明顯,所以做好抗震場(chǎng)地選擇工作十分重要。在選擇抗震場(chǎng)地時(shí),盡可能避免地質(zhì)較差的場(chǎng)地,降低地震帶來(lái)的災(zāi)害。通常情況下,微風(fēng)化與中等風(fēng)化基巖、密實(shí)砂土層、含水量低的黏土都是較為有利的建設(shè)場(chǎng)地,而軟土、液化土、濕陷性黃土都是不利場(chǎng)地,需要正確辨別場(chǎng)地的影響因素。如果工程建設(shè)區(qū)域地質(zhì)不理想,則需要結(jié)合土質(zhì)采取加強(qiáng)措施,同時(shí)要對(duì)可能出現(xiàn)的不利條件進(jìn)行估算,并采取預(yù)先防護(hù)措施進(jìn)行加固處理。如果發(fā)生地震時(shí)可能出現(xiàn)斷裂的場(chǎng)地,需要重點(diǎn)加強(qiáng)地基,確?;A(chǔ)工程的安全。
(1)確保建筑結(jié)構(gòu)體系合理性,需要避免部分結(jié)構(gòu)遭到破壞對(duì)整個(gè)工程的影響,同時(shí)也包括部分構(gòu)件遭到破壞造成整體結(jié)構(gòu)癱瘓。所以在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中需要保留一定的冗余度,并具備較好的變形能力。如果發(fā)生了地震災(zāi)害,即使局部出現(xiàn)了嚴(yán)重?fù)p毀,其余部位也要能夠承擔(dān)橫向、縱向荷載,提高建筑結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)固性。(2)確保建筑結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計(jì)的清晰性,明確設(shè)計(jì)當(dāng)中地震力的傳遞路徑,在對(duì)豎向建筑構(gòu)件進(jìn)行布置當(dāng)中,要保證重力荷載均勻,并對(duì)樓屋蓋梁體系設(shè)計(jì)當(dāng)中,垂直重力荷載需要以最短路徑向豎向構(gòu)件傳遞。保證建筑整體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的剪力墻、支撐系統(tǒng)、框架等相互聯(lián)系,結(jié)構(gòu)體系受力明確。(3)確保建筑結(jié)構(gòu)體系的剛度、強(qiáng)度滿足要求,避免因?yàn)榫植縿偠取?qiáng)度產(chǎn)生變化而影響整個(gè)結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)過(guò)程中,需要重點(diǎn)考慮節(jié)點(diǎn)問(wèn)題,避免節(jié)點(diǎn)被破壞,對(duì)于抗震性能較為薄弱的部位要采用更加合適的防護(hù)、加固措施,這樣即可提高抗震性能。
根據(jù)抗震理念,對(duì)建筑立面、平面設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)確保建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性。對(duì)于不規(guī)則建筑工程通常都是采用空間結(jié)構(gòu)計(jì)算模型;對(duì)于工程結(jié)構(gòu)中較為薄弱的環(huán)節(jié),需要提高內(nèi)力系數(shù),結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)彈塑性變形進(jìn)行分析,薄弱部位需要采用針對(duì)性抗震設(shè)計(jì)。對(duì)稱性同樣是抗震設(shè)計(jì)中的重要一環(huán),需要建筑結(jié)構(gòu)對(duì)稱、質(zhì)量分布對(duì)稱、剛度對(duì)稱。通常最理想的方案是“三心重合”,三心即平面形心、質(zhì)量中心、剛度中心。結(jié)構(gòu)對(duì)稱也就是抗側(cè)力主體結(jié)構(gòu)對(duì)稱,該種對(duì)稱較為容易實(shí)現(xiàn),主要保證主體結(jié)構(gòu)沿著主軸方向進(jìn)行剛度、強(qiáng)度設(shè)計(jì),變形特征差異不大;保證沿抗側(cè)力主體結(jié)構(gòu)當(dāng)中的主軸線強(qiáng)度、剛度分布均勻;結(jié)構(gòu)整體具備一定的協(xié)調(diào)能力,確保剛度、強(qiáng)度能夠滿足扭矩性能,這樣即可在發(fā)生地震災(zāi)害時(shí),建筑結(jié)構(gòu)不會(huì)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)變形,避免主體結(jié)構(gòu)、構(gòu)件遭到破壞。
目前,我國(guó)的建筑行業(yè)在飛速的發(fā)展,人們的生活質(zhì)量也在逐漸的提高,與此同時(shí),人們對(duì)建筑的安全性能的要求也越來(lái)越高,我國(guó)正在不斷的更新建筑抗震等級(jí)規(guī)定,以促進(jìn)中國(guó)建筑業(yè)的發(fā)展,同時(shí)為建筑業(yè)提供強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)力。建筑結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)能夠保證建筑工程質(zhì)量,提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能,最終保證人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。