王蓓 范龍霞
摘 要:近年來,我國地震頻發(fā),建筑結構在地震作用下也遭受愈來愈嚴峻的考驗,一旦結構發(fā)生損壞,勢必造成重大經(jīng)濟損失及不良社會影響。隨著現(xiàn)階段建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展,有關建筑結構設計中的抗震問題應當引起全社會的關注,在結構設計環(huán)節(jié),需高度重視抗震性能的研究。在此背景下,本文闡述了抗震設計的重要性,探討了抗震設計中的關鍵性問題。
關鍵詞:建筑結構設計;抗震問題;抗震性能
1 引言
眾所周知,地震是引起后果較為嚴重的自然災害,我國地處地震災害多發(fā)區(qū)域,為有效規(guī)避土木工程建筑在地震作用下出現(xiàn)較大問題,需重點研究建筑結構抗震性能的設計問題。在結構設計過程中,充分考慮建筑物的重要性及使用功能,對抗震設計影響因素進行精確分析,確??拐鹪O計的科學合理性,有效發(fā)揮結構的抗震性能,降低結構損壞與倒塌的幾率。基于此,本文對建筑結構抗震設計的重要性進行說明,并指出抗震設計中需把握的一些要點問題,以期為后續(xù)建筑結構的抗震設計提供參考性依據(jù)。
2 建筑結構抗震設計的重要性
對于建筑結構設計而言,抗震設計的重要性不言而喻:第一,隨著社會的快速發(fā)展,大眾對于建筑的安全性能提出了更高層次的要求,對于建筑安全的認知及重視程度也在逐步攀升,這一系列因素促使抗震設計成為重點,需要相關設計人員給予足夠的重視;第二,地震雖具有偶發(fā)性,一旦出現(xiàn),若結構抗震設計存在缺陷,極有可能引起人員傷亡、財產(chǎn)損失及嚴重的社會影響。因而在結構設計時,除了要考慮建筑質量及美觀要求外,更需注重提升結構的抗震性能,優(yōu)化抗震設計,以達到結構抗震的實質性效果。
3 建筑結構抗震設計中存在的問題
3.1 結構設計不合理
在工程建筑中,抗震性能的優(yōu)劣對建筑結構安全性、穩(wěn)定性起著決定性作用。建筑結構抗震設計時,由于受到諸多因素的限制及各種參數(shù)的變化,易致使結構設計不合理,結構設計要點常常無法滿足實際抗震需求。如此,不僅會耗費大量的能源材料,而且也無法達到預期的抗震目的。
3.2 結構穩(wěn)定性欠缺
合理的抗震設計應保證建筑結構具有良好的穩(wěn)定性,在抗震設計中,對各項設計參數(shù)應詳細分析,嚴格設定。例如地下室設計時,為確保地基穩(wěn)固,保障結構整體具有優(yōu)異的穩(wěn)定性,需嚴格把關混凝土強度等級的選取、建筑主體墻厚的確定等內容,防止地震發(fā)生時,結構難以承受地震作用,致使建筑物喪失穩(wěn)定性,結構安全性與可靠性降低,甚至整個建筑發(fā)生倒塌,造成不可估量的嚴重后果。
4 建筑結構抗震設計要點
4.1 強化地基
土木工程建筑的抗震防線,最為關鍵的就是地基部分。因此,對于地基土體的承載力分析及抗震處理很重要。在工程建設前夕,對擬建項目所在區(qū)域的地質情況應進行現(xiàn)場勘察,避免地層出現(xiàn)凹陷、斷層,確保地基的牢固穩(wěn)定。同時,選擇特殊的防震材料對地基進行處理,可以有效降低地震帶來的負面影響,如在地基土表面鋪設砂土、黏土,或者鋪筑瀝青,可以達到更佳的抗阻尼效果。另外,在施工過程中加強地基質量的監(jiān)控,對于碰到的實際施工問題及時提出處理方案,以確保地基在地震作用下不發(fā)生較大的變形。不僅如此,同一建筑的不同單元應保持地基土體的一致性,從而加強結構設計的整體性,增強地基的抗震性能。
4.2 合理布局結構
在地震作用下,土木工程建筑主要依靠結構的抗震性能來耗散地震能量,所以,對工程結構進行科學分析、合理布局,提升抗震效果至關重要。進行結構布置時,需充分考慮建筑平面尺寸、荷載分布情況,地質條件等因素。一個良好的結構布局,應能使梁、柱、墻處于同一水平軸上,以形成雙向穩(wěn)定結構,這樣可以顯著提高結構的抗側剛度,防止中心位置發(fā)生偏移,確保結構的抗震設計要求得以實現(xiàn)。
4.3 建筑平立面規(guī)則對稱
結構抗震設計應遵循規(guī)則化原則,保證建筑平面布置規(guī)則對稱,結構質量、剛度及承載力分布均勻,這樣亦可滿足建筑多方面的空間功能需求。在結構設計中,避免出現(xiàn)嚴重不規(guī)則的平面布局,或者立面剛度的突變,以防止出現(xiàn)應力集中或薄弱層,造成結構受力不均勻,甚至扭轉現(xiàn)象的發(fā)生,使得局部墻體乃至建筑物整體遭到損壞。基于此,確保結構平立面的規(guī)則對稱,能夠增強結構的抗扭轉能力、整體剛度及穩(wěn)定性,對抗震極為有利。
4.4 科學選址
建筑結構的抗震能力除了受到結構設計的影響外,同時還會受到自然環(huán)境以及地質條件等因素的影響,應當科學選擇建設場地。具體來說,進行工程選址時,主要有以下幾個方面需要注意:第一,深入分析建設場地的地形狀況及土體特點,據(jù)此確定合理的基礎形式;第二,選擇能夠有效保障建筑結構穩(wěn)定的場地,盡量避免泥石流、滑坡地段,保證建筑物在地震作用下不會受到強烈沖擊;第三,建設場地應盡量開闊,地基足夠堅固,具有理想的抗震性能,如果場地土質較為疏松,需對地基做加固處理,提高地基的承載能力,使建筑結構能夠有效抵御地震作用。
4.5 優(yōu)化抗震設計
其一,優(yōu)化抗震設計的計算方法。在工程結構抗震設計中,確定地震作用及抗震驗算是核心環(huán)節(jié),是保證結構能夠滿足抗震設防要求的重要工作。但是,考慮到地震作用的復雜程度及地震強度的不確定性,加之建筑平立面的差異性,要想實現(xiàn)結構的抗震效能,必須進行抗震計算方法的優(yōu)化;其二,二次優(yōu)化結構抗震設計。面對多發(fā)的地震災害,特別是抗震設防烈度較大地區(qū),務必高度重視結構抗震設計的二次優(yōu)化,秉持“兩階段三水準”的抗震設計原則,在多遇地震作用下,計算結構在彈性狀態(tài)下的地震作用效應,并對結構構件進行承載力及變形驗算,滿足第一水準的可靠度要求(小震不壞),并保證第二水準的抗震設防要求(中震可修),這是第一階段的抗震設計內容。在罕遇地震作用下,通過彈塑性變形驗算及必要的構造措施,來保證第三水準的抗震設防要求(大震不倒),這是第二階段的抗震設計內容。通過這樣多角度多層面的抗震優(yōu)化設計,有助于切實發(fā)揮結構的抗震能力。
5 結束語
綜上所述,土木工程建筑與人們的生活、工作息息相關,提高建筑結構的抗震性能尤為關鍵。由于地震災害本身的多樣性,加之建筑結構設計的復雜性,使得建筑結構的抗震性能面臨諸多問題。為確保土木工程抗震設計符合相關標準,增強建筑物的抗震能力,需要在結構抗震設計中嚴格把控設計要點。做好場地的選址工作,加強地基,保證結構合理布局,力求建筑平立面規(guī)整,同時優(yōu)化抗震設計。在各設計環(huán)節(jié)嚴格把關,顯著提高建筑物的整體安全性,最終將地震災害的影響降至最低。
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