齊金濤
慶陽職業(yè)技術學院(745000)
地震是諸多自然災害中對建筑物損害最大的。建筑物因地震倒塌,不僅帶來了經濟損失,也有可能導致生命安全事故發(fā)生。因此,在建筑設計時,設計師必須根據實際情況,進行建筑抗震設計,以提高建筑抗震能力,減緩地震可能造成的危害。
在法律層面上,我國的《防震減災法》明確要求,相關建設工程必須嚴格遵守抗震設防管理規(guī)定,政府及相關管理部門必須加強管理職責,做好抗震設防工作。地震災害以其突發(fā)性強、破壞性強、容易引發(fā)各類嚴重次生災害等特點,被稱為“群災之首”。由于科學技術的局限性決定了地震的無法預測性,因此,通過加強建筑結構的抗震能力來減輕地震災害損失是十分必要的,這也是當前抗震方式中最有效的手段之一。
建筑設計是整個施工過程最重要也是最基礎的組成部分。在建筑設計時,必須從實際出發(fā),結合建筑需求以及實際的建筑環(huán)境,充分融入建筑抗震設計,確保建筑工程的安全性和穩(wěn)定性。
建筑物高度問題是當前建筑工程施工過程中較為普遍的問題。我國對于建筑物的高度有著明確的規(guī)定,但在實際情況中,一些企業(yè)為了取得自身的利益,在修建建筑時,往往違反有關規(guī)定,使得建筑高度不達標。比較常見的問題是建筑物高度超出所允許的最大高度。高層建筑在施工過程中若超出相關的建筑標準,將嚴重影響建筑物結構的穩(wěn)定性以及抗震能力[1],因此,為了保證安全性,在建筑時必須避免超高問題,根據實際需求和相關規(guī)定為建筑工程確定合適的高度。
在實際情況中,許多建筑設計者在專業(yè)水平方面、對相關技術法規(guī)了解方面,還存在著很大的不足,因此,在設計時無法將建筑物的抗震性、安全度和牢固度等參數納入到結構設計范圍之內,這十分不利于建筑結構抗震設計的進行。
為了規(guī)避建筑設計中可能存在的問題,盡可能提高建筑抗震能力,設計師必須從實際出發(fā),結合多方面進行考慮,做好建筑結構抗震設計工作。
可用于建筑工程的土地資源是十分有限的,尤其是當前,隨著建筑行業(yè)不斷發(fā)展,越來越多的建筑涌現出來,但是并不是所有的土地資源都適合用于建筑地基。一些房地產開發(fā)商為了牟取利益,在選擇建筑地基時,并沒有遵從建筑地基選擇原則,不對地基的平坦程度、地質結構以及周圍環(huán)境進行檢測,這就導致在后續(xù)建筑過程中,建筑地基不穩(wěn),抗震性比較差[2]。
建筑材料是建筑工程的基本組成,材料的好壞對建筑的穩(wěn)定性也有很大的影響。在選擇建筑材料時,除了要注重建筑的需求,設計師也要充分考慮材料對建筑抗震性的影響,從而確保整個建筑結構的穩(wěn)定性。
建筑抗震設計的最基礎部分就是建筑的整體框架以及其抗震性能。在設計過程中,必須做好最基礎的建筑結構,才能繼續(xù)進行后續(xù)的建筑抗震設計以及抗震性能測試等工作。
建筑結構抗震設計要遵循的建筑原則是建筑的根本功能——建筑自身的承載力和穩(wěn)定性,因此,在設計過程中,設計師要根據建筑的實際需求以及其所處的環(huán)境進行設計,確保在滿足外觀、性能等需求時,也能確保建筑的基本穩(wěn)定性。當確保建筑的承重能力和穩(wěn)定性良好后,設計師再繼續(xù)對建筑結構進行優(yōu)化設計,要根據建筑的基礎框架,對建筑材料的材質、位置等進行進一步調整。如在設計抗震能力強的建筑結構部分時,由于鋼結構十分符合抗震材料的要求,從已有的地震震害實例來看,鋼結構的抗震性很強,因此,在設計優(yōu)化時,設計師要利用鋼結構對抗震結構進行構建[3]。
地震一旦發(fā)生,就存在持續(xù)時間較長、多次往復發(fā)生的可能。根據震害調查顯示,地震后倒塌的建筑物往往是因地震的往復作用破壞了其內部結構,而內部結構被破壞后,建筑也就喪失了承重能力以及穩(wěn)定性。因此,適當處理建筑內部結構的強弱關系,增加抗震防線,可以有效幫助建筑結構增加自身的抗震能力。
單一的框架結構是建筑唯一的抗側力構件。一旦地震發(fā)生,整個框架就會倒塌,而如果采用“強柱弱梁”型延性框架,在地震發(fā)生時,由于“梁”比較脆弱,因此會先倒下,這個時間段內,“梁”可以消耗一部分地震能量,這時,支撐能力較強的“柱”成為了第二道抗震防線。由于“柱”抗震能力較強,且地震已經持續(xù)一段時間可能接近尾聲,因此,建筑的抗震能力相比于單一框架更強,地震導致生命財產安全損失的可能性也就更低。這樣的設計結構可以有效減少地震反復為建筑帶來的傷害。通過布置多層抗震防線,增加建筑中的抗震設計,建筑抗震能力就可以得到有效提升。
建筑結構設計錯綜復雜,由多個部分組成,每個建筑部分的性能不同,所需要的材料也不同。作為整體建筑的組成部分,每一部分之間都是息息相關的,都有著緊密的聯系。因此,在進行建筑結構的抗震設計時,設計師必須注重建筑設計的一體性,重視各個部分的相互關聯,對各個部分進行協(xié)調設計,保證各部分不會相互影響,降低建筑的抗震能力[4]。
在建筑設計中,基礎是建筑最下部的承重構件,承擔建筑的全部荷載,并下傳給地基,支撐地面物體。墻體是建筑物的承重和圍護構件,是十分重要的豎向承重構件,而墻體又支撐著屋頂。因此,在設計時,設計師必須循序漸進,做好最基礎的地基設計,然后根據地基設計以及抗震需求,對墻體布局進行設計,進而完成總體建筑設計。做好建筑的每一部分設計,可以讓建筑的內部結構更加緊密,有利于抗震能力的提高。
建筑結構的抗震設計必須符合建筑的基本標準,要具備合理性與科學性。設計師必須做好建筑設計工作,確保最基本的建筑設計沒有差錯,才能進行更深入的抗震設計。在設計過程中,設計師需要結合實際情況對建筑結構進行分析、設計。如設計師需考慮到墻體、支撐柱和層面等架構之間強弱關系的設計。
在設計過程中,設計師要確保建筑各部分之間的協(xié)調性,使得建筑整體重心與剛度中心重合,以增強建筑穩(wěn)定性及抗震能力。設計師還要適當地將建筑豎直面方向的重心降低,以此減少建筑錯落率。除此之外,設計師還要注重抗震材料的選擇,比如鑲嵌在墻體內的鋼筋剛度一定要符合相關要求,達到抗震設計需求。
同樣的建筑在不同的區(qū)域,抗震能力不同,這并不是建筑自身質量造成的,而是由于建筑所處地域不同,地質條件不同,發(fā)生地震的頻次以及強度不同,而導致建筑物的抗震能力有差異。地震導致建筑物倒塌主要是由于建筑的地基受地面板塊運動的影響,結構被擠壓變形,失去了荷載能力以及穩(wěn)定性,從而使得上層建筑物的穩(wěn)定性遭到破壞。因此,為了提高建筑的抗震能力,在進行建筑設計時,設計師要注意建筑地理位置的選擇。
設計師在設計之前要對施工現場進行地質勘察,查看地質結構、地形地貌等。根據查看結果,設計師要篩選出地質承載能力比較強的區(qū)域,盡可能選擇遼闊、平坦的地段。平坦的地段有利于建筑地基的穩(wěn)定性,較為遼闊的建筑場地也能在地震發(fā)生時起到一定的緩沖作用。
影響建筑結構抗震能力的因素有很多,如建筑所處位置的地質地貌、建筑原材料的質量等。在建筑結構抗震設計時,設計師應該先對建筑進行總體分析,從而確定建筑的抗震等級,當確定了建筑抗震等級后,才能根據建筑的實際功能進行建筑結構抗震設計,以此保證建筑的抗震能力與抗震等級相符合。
設計師在建筑抗震設計時,必須考慮各方面影響因素,針對可能出現的問題進行分析,進而做好建筑設計,確保建筑整體具有較好的安全性和抗震能力。