張 偉
(國策眾合(北京) 建筑工程設計有限公司,山西 太原 030000)
何為抗震設計呢,抗震設計就是根據(jù)以往的地震作用,收集房屋破壞的數(shù)據(jù)進行經(jīng)驗分析,然后再結(jié)合當前現(xiàn)行的設計規(guī)范,結(jié)合先進的理念與標準,對在建的房屋進行抗震計算,并增加抗震構(gòu)造措施,以保證建筑物在地震來臨時的安全性與穩(wěn)定性,設計人員在設計的時應當根據(jù)建設單位的具體要求,在規(guī)范要求下進行設計,保證建筑結(jié)構(gòu)在使用過程中能夠抵御地震帶來的強烈作用,保證建筑結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定。在設計中,首先設計人員應當考慮地震中地面運動對地基基礎帶來的強烈影響,計算不同等級的地震給予建筑結(jié)構(gòu)的作用力,并且根據(jù)地震力制定相應的設計參數(shù),如果規(guī)范中沒有相應的參數(shù),則應當通過實驗對參數(shù)進行確定。以此來對結(jié)構(gòu)的構(gòu)件進行外形設計、配筋設計、連接設計等等,保證在地震災害下建筑物還有一定的正常使用功能,或者保證建筑內(nèi)部空間結(jié)構(gòu)的安全。為了做好建筑物的抗震設計,科學合理地進行計算與研究,吸取之前地震中積累的經(jīng)驗進行試驗與設計是必要的,科學的設計方法可以直接影響到建筑的抗震能力,還能夠在節(jié)約設計材料的同時提高建筑物的抗震能力。保證建筑抗震能力的關鍵環(huán)節(jié)還來自建筑結(jié)構(gòu)的施工環(huán)節(jié),所以為了保證建筑物的抗震能力,選擇有資質(zhì)和素質(zhì)的施工隊伍很重要,還要做好施工人員的崗前培訓工作。
抗震設計的理念是為了能夠更好地抵御地震災害,提高抗震能力,防止出現(xiàn)人身與財產(chǎn)的損失,但是在過去的幾年中,甚至在當下,還有很多設計人員的理念停留在使用大量的鋼筋來抵御地震這樣的理念上。實踐證明,建筑結(jié)構(gòu)的鋼筋用量并不是越多越好,鋼筋多了反而會使材料的延性降低,反而降低結(jié)構(gòu)的抗震能力,所以,越來越多的設計人員發(fā)現(xiàn),單純通過計算來進行抗震設計是不全面的。在設計中不僅僅要設計出需要加強的位置,也就是地震不損壞的位置,同樣還要設計出薄弱的位置,就是必須損壞的位置來保證建筑結(jié)構(gòu)的安全。因為薄弱構(gòu)件的損壞會消耗大量的地震能量,最大限度拖延地震破壞的進度,因此,樹立正確的設計理念是抗震設計的真正指導思想。
當前之所以建筑結(jié)構(gòu)在地震中被大量破壞,究其原因,也是因為抗震設計在結(jié)構(gòu)設計中的作用不夠明顯,設計人員不夠重視所致,這些問題尤其是在建筑物的加層或者在改建中經(jīng)常出現(xiàn),這些小問題,小隱患在遇到地震之后就會被放大,成為威脅生命與財產(chǎn)安全的重大問題,所以設計人員應當結(jié)合施工的實際環(huán)境,對抗震等級與建筑物的構(gòu)造進行合理的選擇。
選擇合適的場地是設計人員進行抗震設計的第一步,也是最重要的一步,因為良好的場地便于抵抗地震力,相對平坦開闊的空間能夠提升建筑物的抗震能力。均勻的土質(zhì)能夠傳遞相同波速的地震波,防止在同樣的部位產(chǎn)生不同的力,密度和承載能力較好的土質(zhì)能夠很好地分擔建筑結(jié)構(gòu)傳遞下來的重力荷載,還能提高建筑物與地基的整體性。在選擇建筑場地的時候應當盡量避開液化土、濕陷性黃土、采空區(qū)以及河岸邊緣等地段,避免土體中密度不平均、硬度和凝結(jié)度不同對建筑結(jié)構(gòu)設計造成影響,對于一些容易發(fā)生地質(zhì)災害例如滑坡、泥石流等地段也應當合理規(guī)避,還要避開地震斷裂帶,以免降低建筑結(jié)構(gòu)對于地震的抵抗性。
合理布置建筑物的空間結(jié)構(gòu)指的是做好建筑物的體型設計以及空間結(jié)構(gòu)的設計,同時要兼顧建筑結(jié)構(gòu)的立體設計,其中包括地基基礎的埋深。因為整個建筑結(jié)構(gòu)可以看做是一根錨固在地基當中的長棍,地震作用下主要考慮重心的偏心是否會導致整個建筑物傾倒,這就是地震的水平力所產(chǎn)生的力矩與錨固作用產(chǎn)生的反力矩之間大小的比較,如果重心產(chǎn)生的力矩較大,則建筑物就會傾倒,如果較小則相對穩(wěn)定。
要做好建筑結(jié)構(gòu)的設計工作,尤其是抗震設計工作,需要對建筑結(jié)構(gòu)的參數(shù)進行選擇,如果參數(shù)的選擇錯誤,會對建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能造成很大的影響,因此在設計之前,設計人員就應當對建筑結(jié)構(gòu)的設計參數(shù)進行科學選擇,不能夠確定的參數(shù)通過實驗進行確定。在模擬地震災害所建立的模型當中進行計算與分析,甚至可以按照比例建造建筑物的模型,并在振動臺上模擬地震作用進行試驗,找到建筑結(jié)構(gòu)抗震的薄弱點,進行計算與加強,從而保證建筑結(jié)構(gòu)在地震中的受力合理與科學性。
在歷史中,出現(xiàn)過很多次地震,每一次的地震都對人身和財產(chǎn)造成了不可忽略的影響,做好建筑的抗震設計工作刻不容緩。發(fā)生地震造成生命財產(chǎn)損失的原因多是由于抗震設計不合理所致,第一是因為很多從業(yè)者對于抗震設計的理念理解不足,第二是設計人員對于抗震設計的忽視。想要做好抗震設計,需要從場地開始,考慮建筑的結(jié)構(gòu),體型,加強與薄弱點的留置等等,并考慮做好二次結(jié)構(gòu),只有將這些工作全部做好,才能夠真正提高建筑物的抗震能力,保證城鎮(zhèn)居民的人身與財產(chǎn)安全。