文/諶清平 江西省中凱建設(shè)工程有限公司 江西南昌 330038
建筑設(shè)計階段的工作是整個建筑工程中十分重要的工作,對建筑物抗震能力的設(shè)計便是設(shè)計工作中重要的一部分。相關(guān)設(shè)計人員開展設(shè)計時,需在建筑物的力學結(jié)構(gòu)等方面的計算工作的基礎(chǔ)上進行,因為建筑物的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)是其中非常重要的一部分。具體分析抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系,可以使設(shè)計人員設(shè)計的建筑物的結(jié)構(gòu)更加完整和應(yīng)力分布更為均勻,以提升其建筑物的穩(wěn)定性。另外,在建筑物構(gòu)件的設(shè)計中,對其強度的變化要堅持由下到上、由高到低的原則。在此基礎(chǔ)上,就需要相關(guān)設(shè)計人員在設(shè)計過程中對建筑物的整體平面結(jié)構(gòu),造型的平面和立體結(jié)構(gòu)進行分析,盡量保證其對稱性。
除此之外,在建筑施工中,為使慣性力進行相應(yīng)集中,使慣性力在建筑物中的傳遞更為快速,要根據(jù)施工情況對建筑施工方案進行優(yōu)化和調(diào)整。在建筑中常使用豎向抗側(cè)力構(gòu)建施工,是因為其在地震發(fā)生時可以更好地將地震的破壞力均勻分散,使其在地震來臨時安全性更高。
建筑在遇到地震的情況下,對結(jié)構(gòu)剛性以及抗震能力造成嚴重的考驗,在結(jié)構(gòu)設(shè)計的開展中,要考慮到建筑結(jié)構(gòu)剛性,可以對各個方向震動起到抵抗的作用,維持好結(jié)構(gòu)平衡以及變形,減少地震對建筑造成的破壞,良好的剛度以及抗震性能,是建筑結(jié)構(gòu)要具備最基本的功能,特別是如今建筑行業(yè)主流的高層建筑。
在房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計當中,設(shè)計用材的抗震性表現(xiàn),是決定設(shè)計抗震性能水平的基本因素,因此,設(shè)計人員應(yīng)當對此保持重視。結(jié)合理論得知,材料抗震性主要體現(xiàn)在三個方面,即材料強度、剛度、抗變性。其中強度代表了材料在地震條件下,對地震直接應(yīng)力的抵抗能力,強度良好的材料可以保障建筑結(jié)構(gòu)在地震中的穩(wěn)定性表現(xiàn);剛度代表了材料在地震條件下,對地震動態(tài)載荷的抵抗能力,剛度良好的材料可以減小建筑結(jié)構(gòu)在地震中的倒塌概率;抗變性代表了材料在地震條件下,出現(xiàn)了裂縫可在一段時間內(nèi)維持自身形狀正常,且力學結(jié)構(gòu)平衡,抗變性良好的材料可以延長建筑結(jié)構(gòu)在地震中倒塌的時間。
首先,設(shè)計人員應(yīng)結(jié)合房屋建筑的具體要求,充分考慮各項因素對建筑物的影響,選擇合適地基結(jié)構(gòu),進而顯著提升建筑的穩(wěn)定性能,防止地基結(jié)構(gòu)變形對建筑物安全穩(wěn)定性能的影響,有效提升房屋結(jié)構(gòu)抗震能力。
其次,在相同的結(jié)構(gòu)單元中,應(yīng)保持地基性質(zhì)相同,保證房屋結(jié)構(gòu)UI地基緊密結(jié)合,進而充分利用地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性特點,達到建筑物的抗震設(shè)計要求,同時,在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中,應(yīng)盡量保持對稱原則,進而保證房屋在地震狀態(tài)下,具有相對穩(wěn)定的性能,有效避免地震災(zāi)害對建筑物的影響。
最后,建筑工程設(shè)計人員,應(yīng)充分考慮到房屋使用的整體性,在抗震設(shè)計中,可適當增設(shè)抵抗防線,以此,提高房屋設(shè)計中的抗震能力,同時,設(shè)計人員應(yīng)具備一定的力學知識,對房屋的受力情況進行有效的了解和充分的掌握,進而防止結(jié)構(gòu)受力失衡引發(fā)的抗震性能減弱的問題。同時,對復合型材料的科學應(yīng)用也是減少房屋建筑自身重力,避免地震作用力對房屋造成不良影響的重要舉措。設(shè)計人員應(yīng)保持建筑結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一性,對結(jié)構(gòu)處的連接與銜接提高重視力度。
設(shè)計人員需要將新時期的抗震等級標準融入到實際的設(shè)計當中,并結(jié)合當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境因素、天氣因素、板塊運動強度等因素設(shè)計出符合抗震等級的建筑結(jié)構(gòu),有利于不斷提高建筑構(gòu)件的強度。首先,設(shè)計人員需要區(qū)分一般住宅樓與寫字間的配置模式,綜合探討不同房屋高度的所要求的抗震等級強度,盡量讓房屋建筑能夠承受一定等級的地震強度。其次,設(shè)計人員還需將建筑的外觀融入到抗震設(shè)計當中,主要是因為建筑的外觀會直接關(guān)系到建筑物的抗震能力。由此,實踐過程中需權(quán)衡建筑的外觀結(jié)構(gòu)與建筑構(gòu)件的情況,并且對建筑的抗震效果進行綜合評定。評定內(nèi)容應(yīng)包括建筑的截面模型、立面模型、坡面結(jié)構(gòu)等方面的內(nèi)容,使建筑的各個立面效果均符合房屋抗震要求。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計,規(guī)則的房屋外觀的抗震效果較好,主要是由于規(guī)則的房屋結(jié)構(gòu)在空間配置中具備“對稱”的要求,對稱的房屋能夠減少房屋側(cè)向剛度的負面影響,降低房屋承載能力不統(tǒng)一的弊端。最后,設(shè)計人員還需在房屋建筑中添加必要的防震縫,綜合配置必要的防震單元,有利于減少抗側(cè)力對建筑的影響。由此,對于防震縫設(shè)計,務(wù)必要做好精準的計算,以提高防震縫的可行性為基本目標,從而提高房屋的抗震能力。
借助計算機技術(shù),在抗震設(shè)計中,可以對建筑結(jié)構(gòu)的具體抗震數(shù)據(jù)展開精確計算,從而讓建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力保持良好的水平,可以讓設(shè)計結(jié)構(gòu)與建筑實際的需求是符合的,計算機可以進行充分分析,建筑結(jié)構(gòu)在荷載的作用下出現(xiàn)的變化,然后繪制出設(shè)計圖紙??梢詷?gòu)建出更加符合實際需求的建筑模型,分析出建筑的抗震能力是否符合實際的要求?,F(xiàn)階段在抗震設(shè)計中,借助信息技術(shù),在數(shù)據(jù)分析以及建模方面都是更加方便的。因此設(shè)計人員可以充分使用先進的技術(shù),比如BIM技術(shù),就是一種在建筑內(nèi)非常受歡迎的技術(shù)手段,在建筑設(shè)計的階段對BIM技術(shù)展開應(yīng)用,各部門充分參與到建筑設(shè)計中,讓抗震設(shè)計更加萬無一失。在建模方面BIM有可視化的特點,可以滿足相關(guān)的要求。
(1)對平面布置來說,要力求對稱。在設(shè)計時,需要考慮在地震時,建筑物在地平震動后產(chǎn)生的平移量是相等的。這就需要在設(shè)計過程中對構(gòu)件應(yīng)力進行分析,使對稱結(jié)構(gòu)受力均勻,以免產(chǎn)生不對稱的受力造成建筑物失衡。(2)在豎直方向上的分布工作是要求力的分布均勻,在最大范圍內(nèi)提升其剛度、強度的均勻性。在建筑物的頂部和底部都會有不同程度的空間作用,因此要在不同規(guī)劃和設(shè)計過程中對抗震墻的向上支撐等工作進行更好地穩(wěn)定,向下通常會采取框架結(jié)構(gòu)進行支撐和力學平均分布效果的提升。
綜上所述,完善建筑結(jié)構(gòu)中的抗震設(shè)計,采用必要的優(yōu)化手段提高建筑的抗震效果,并完善功能保護措施,對功能薄弱的部位進行加固處理,有利于強化房屋建筑的整體功能,從而提升建筑的安全性。