黃華
中航天建設工程有限公司 北京 100000
通常情況下,建筑結(jié)構(gòu)抗震設計就是通過研究地震對建筑結(jié)構(gòu)造成的破壞程度,并通過長期的抗震設計經(jīng)驗總結(jié),獲取更加有效的設計方案,從而應用到建筑結(jié)構(gòu)當中的過程。地震作為一種隨機性非常強的劇烈振動,具有復雜性、隨機性、不確定性等特點。因此在建筑結(jié)構(gòu)抗震設計當中,需要對建筑結(jié)構(gòu)性質(zhì)、空間、材料、外界因素進行綜合考慮,盡可能消除不確定性因素。建筑結(jié)構(gòu)抗震設計中不能僅憑借計算數(shù)據(jù),還需要結(jié)合地震易造成的工程破壞部位、破壞原理進行考慮,按照地震動理論,通過對抗震設計進行總結(jié),最終確定設計方案,這也是建筑抗震設計當中的一大突破點,從本質(zhì)上提升建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能
在進行抗震設計的過程中,一定要保證建筑結(jié)構(gòu)件具有一定的承載能力,結(jié)構(gòu)件需要遵循強柱弱梁、強剪弱彎、強底層柱、強節(jié)點弱構(gòu)件的設計原則,如果設計的不合理,可能構(gòu)件會出現(xiàn)相對薄弱的部位,需要采用相應的解決措施提高抗震能力,對于承受豎向荷載的主要構(gòu)件則最好不作為主要的耗能構(gòu)件。
在建筑工程設計的過程中應該正確的處理好構(gòu)件的強弱關系,在統(tǒng)一樓層內(nèi)使主要耗能構(gòu)件完善之后,其它抗側(cè)立構(gòu)件則仍然處于彈性階段,這樣才能夠保證有效屈服較長的階段。同時要保證抗震結(jié)構(gòu)的設計強弱平衡,同時建立精細化管理制度,在施工中以大代小、改變抗側(cè)力構(gòu)件配筋的這些做法都需要盡量的避免。
地震造成建筑物的破壞除了地震力直接引起主體結(jié)構(gòu)的破壞之外,還包括場地的原因。例如地震引起地表錯動與地裂、地基土的不均勻沉陷、滑坡,以及粉土和砂土液化等。對建筑抗震有利地段有:穩(wěn)定基巖,堅硬土和開闊、平坦、密實、均勻的中硬土等;不利地段有:軟弱土,液化土,條狀突出的山嘴,高聳孤立的山丘,陡坡,陡坎,河岸和邊坡的邊緣,平面分布上成因、巖性、狀態(tài)明顯不均勻的土層,高含水量的可塑黃土,地表存在結(jié)構(gòu)性裂縫等。選擇建筑場地時應根據(jù)工程的實際需要,在掌握地震活動規(guī)律、工程地質(zhì)資料的情況下對地段做出綜合評價,宜選擇有利地段、避開不利地段。
在房屋建筑結(jié)構(gòu)的設計過程中,通過將地震設防標準作為基本的依據(jù),嚴格按照不同房屋的抗震強度要求,讓房屋的抗震性能能夠更好的滿足當?shù)氐卣鹪O防的要求。同時,還需要根據(jù)不同房屋建筑的類型來考慮房屋建筑的抗震要求,從而有效保證房屋建筑整體的安全性。
建筑物的防震縫是房屋建筑的抗震設計中非常重要的一項內(nèi)容。因此,需要建筑設計工作人員合理設置防震縫,均勻、規(guī)則的分割建筑物。同時,在設計防震縫的過程中,應該切實保證房屋建筑結(jié)構(gòu)有足夠的抗震寬度,從而保證防震兩側(cè)結(jié)構(gòu)能夠完全隔離開。但是,還需要具體分析每一個建筑物的外形特點,再根據(jù)實際情況設置防震縫兩側(cè)的抗震墻。
在建筑結(jié)構(gòu)抗震設計的過程中一定要注意建筑物高度的設計,我國高層建筑結(jié)構(gòu)混凝土結(jié)構(gòu)技術規(guī)程中的相關規(guī)定,在一定的結(jié)構(gòu)形式下,根據(jù)實際情況選擇對建筑物選擇適當?shù)母叨?,在這個高度下,要保證抗震性。目前,有很多建筑出現(xiàn)超高的現(xiàn)象,這樣就會降低抗震性能,在震力的作用下可能夠造成一定的破壞。
在建筑平面設計的時候,設計師應參考結(jié)構(gòu)平面對稱原則,使結(jié)構(gòu)平面的質(zhì)量中心與剛度中心經(jīng)量重合以減少結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)。結(jié)構(gòu)的平面布置原則主要有以下幾點:(1)在某一建筑單位內(nèi),平面形狀宜簡單、規(guī)則,并減少偏心,在具有偶然偏心的規(guī)定水平力作用下,樓層兩端抗側(cè)力構(gòu)件彈性水平位移或?qū)娱g位移的最大值與平均值的比值不宜大于1.5;(2)樓層的有效樓板寬度不宜小于該樓層面寬的50%,樓板總的開洞面積不宜超過樓面面積的30%,且樓板在任一方向最小凈寬度不宜小于5m、開洞后每一邊的樓板凈寬不應小于2m;(3)樓板開大洞削弱后,宜采取效應措施加強,例如:加厚洞口附近的樓板,提高板配筋率并采用雙層雙向配筋、洞口邊緣設置暗梁或邊梁、洞口角部集中配置斜向鋼筋等;(4)結(jié)構(gòu)單元之間或主樓與裙房之間不宜采用牛腿拖梁的做法設置防震縫;(5)盡量不要在轉(zhuǎn)角處設置門、窗和洞口,避免轉(zhuǎn)角效應的發(fā)生。
提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能,需要設置多道抗震防線。在整個建筑工程抗震體系當中,如果發(fā)生了地震問題,會在地震作用下部分延性較好的構(gòu)件率先出現(xiàn)塑性屈服,也就是可以承擔起第一道抗震防線作用。之后,其他構(gòu)件同樣也會起到抗震防護作用,在第一道防線出現(xiàn)了塑性屈服之后,之后的抗震防線會逐次屈服。該方法可以形成多道抗震防線,產(chǎn)生第一道、第二道……第N道抗震防線(取決于塑性屈服構(gòu)件的數(shù)量),如果第一道防線塑性屈服達到了極限時,則第二道防線即可發(fā)揮作用。該結(jié)構(gòu)在保護建筑結(jié)構(gòu)安全中有著重要意義。總之,建筑結(jié)構(gòu)抗震設計十分的復雜,對設計人員的專業(yè)素養(yǎng)要求較高,雖然我國抗震設計在長期發(fā)展中取得了一定成效,但是在實際抗震結(jié)構(gòu)設計當中,依然還存在著一些不足,這就需要結(jié)合抗震設計的不足掌握設計要點,并采取相應的措施來解決問題,從而確保建筑安全。