張敦吉

沈陽原構(gòu)設(shè)計(jì)咨詢有限公司 遼寧 沈陽 110000

1 抗震設(shè)計(jì)的意義

地震活動(dòng)是一種很難準(zhǔn)確預(yù)測的自然災(zāi)難,以現(xiàn)在的技術(shù)手段不可能準(zhǔn)確地對(duì)地震活動(dòng)做出預(yù)測。但是依據(jù)現(xiàn)實(shí)條件,提前采取防護(hù)手段也是一種非常好的預(yù)防手段。對(duì)于非選擇性、危險(xiǎn)性大的地震活動(dòng),如何用科學(xué)的理念和技術(shù)來預(yù)防地震的損害、來減少地震造成的各種損失?，F(xiàn)在,世界上絕大部分的國家都有各自的建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范。受到地震災(zāi)害影響過程中,如果建筑物的使用功能和所采用的結(jié)構(gòu)布置不協(xié)調(diào),那么結(jié)構(gòu)體系的抗震性能難以得到有效利用。當(dāng)出現(xiàn)破壞時(shí),新建的建筑費(fèi)用要比維修舊建筑的費(fèi)用高。從經(jīng)濟(jì)成本來講,是非常不合算的,所造成的經(jīng)濟(jì)損失是無法估計(jì)的,這是建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的首要任務(wù)。

2 設(shè)計(jì)中的高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)性能

(1)在剛度要求上。對(duì)高樓層的建筑設(shè)計(jì)尤其是混凝土建筑,其設(shè)計(jì)方面在剛度上面的數(shù)據(jù)一定要確切,在建筑設(shè)計(jì)中物理和工程建筑的知識(shí)是一定要整體運(yùn)用的,相連的方法一定要符合科學(xué),然后在此基礎(chǔ)上調(diào)節(jié)整合改進(jìn),這樣才能增加結(jié)構(gòu)的抗震性能,讓建筑物在地震發(fā)生時(shí)在受力上保持在一定的范圍。這樣的設(shè)計(jì)要求能夠在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)發(fā)生變形的情況下,憑借抗震結(jié)構(gòu)自身帶有的調(diào)節(jié)性,以此確保建筑整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性不出差錯(cuò),即使需要檢修也不會(huì)造成影響。(2)在受力上的構(gòu)件要求。構(gòu)件受力是高層混凝土建筑首先要考慮的一個(gè)重要的方面,建筑物的抗震構(gòu)架的構(gòu)建離不開構(gòu)件受力的支撐。研究數(shù)據(jù)表明,在建筑的剛度相對(duì)帶有柔性的情形下,遭到較為嚴(yán)重的地震時(shí),主要的構(gòu)架會(huì)被破壞得較為厲害,并且如果余震多發(fā)的話,結(jié)構(gòu)會(huì)再次被破壞,結(jié)構(gòu)非常容易崩毀,造成難以想象的情況。因此,對(duì)抗震結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候,設(shè)計(jì)方一定要實(shí)際考察建筑的受力方面,仔細(xì)研究建筑在各個(gè)方面需要的受力,在這基礎(chǔ)上增強(qiáng)建筑的抗震性能,實(shí)施卓有成效的方式和方法,在震中能夠盡可能減少結(jié)構(gòu)性的破壞。(3)結(jié)構(gòu)的延展性要求。高層建筑結(jié)構(gòu)在建筑設(shè)計(jì)建造的過程中是決不能忽視的,它是整個(gè)建筑的安全保障和穩(wěn)定保障的核心。所以,在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)尤其是高樓層的架構(gòu)時(shí),一定要把科學(xué)合理的設(shè)計(jì)放在第一位,不能隨意進(jìn)行刪減或者增加符合設(shè)計(jì)所提出的要求和標(biāo)準(zhǔn),以此來確保設(shè)計(jì)的實(shí)際作用。(4)研究優(yōu)化。構(gòu)架設(shè)計(jì)是一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的過程,對(duì)于高層建筑來說甚至要求更高,但是這并非意味著要一次成功,設(shè)計(jì)的過程是一個(gè)不斷優(yōu)化的過程。工程造價(jià)可以理解為是由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所決定的。雖然設(shè)計(jì)過程中可能會(huì)在紛繁復(fù)雜的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中無所適從,但很多設(shè)計(jì)其實(shí)不能兼顧功能、造價(jià)、社會(huì)效益,這就致使當(dāng)與實(shí)際相聯(lián)系的時(shí)候基本就能確定使用何種的結(jié)構(gòu)來進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3 高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì) 剪力墻結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土墻作為主要承重構(gòu)件,能承受各種荷載引起的結(jié)構(gòu)內(nèi)力,有效地承受結(jié)構(gòu)的水平力,不產(chǎn)生較大的水平位移。剪力墻結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于高層建筑中,這種結(jié)構(gòu)體系的抗震性能相對(duì)較好?？蚣芗袅Y(jié)構(gòu)是震區(qū)高層建筑的常用承載體系,因?yàn)橹饕杉袅Τ惺芩胶奢d,所以抗震性能比純框架結(jié)構(gòu)要好。在框架結(jié)構(gòu)中設(shè)置足夠數(shù)量的剪力墻,具有較大的水平荷載承受能力和可觀的抗側(cè)移剛度。同時(shí)形成比較大的空間,滿足建筑不同功能的要求?？蚣芙Y(jié)構(gòu)是指梁與柱通過剛性或鉸接連接形成的建筑結(jié)構(gòu)體系,即梁與柱形成框架,共同承受使用中的水平載荷和垂直載荷?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的墻體不承重,只有隔離的功能,一般材料有加氣混凝土砌塊、空心或多孔磚、膨脹珍珠巖、蛭石、陶瓷墻板等。在地震破壞實(shí)例中,大部分框架結(jié)構(gòu)只有輕微受損,但仍有一些框架結(jié)構(gòu)建筑物嚴(yán)重受損甚至倒塌。對(duì)地震破壞的調(diào)查表明,大多數(shù)房屋倒塌性破壞的主要原因是柱端出現(xiàn)塑性鉸接、柱端剪切破壞和節(jié)點(diǎn)區(qū)域破壞。筒體結(jié)構(gòu)是由框架剪力墻結(jié)構(gòu)和純剪力墻結(jié)構(gòu)發(fā)展而來的。一般分為筒中筒、成束筒、筒體-框架結(jié)構(gòu)。筒體結(jié)構(gòu)是在建筑物內(nèi)部或周邊,集中布置剪力墻或密集框架柱,形成一個(gè)或多個(gè)空間相對(duì)封閉的筒體。它的特征是剪力墻集中分布,使建筑物擁有相對(duì)較大的空間,主要用于辦公建筑。在水平荷載作用下,水平力主要由一個(gè)或多個(gè)筒體承擔(dān)。筒體結(jié)構(gòu)擁有很大的抗側(cè)移剛度,有承受較大水平荷載的能力。

3.2 建設(shè)位置的選擇 建筑位置的選擇是高層混凝土建筑需要放在第一位考慮的,地理位置決定了建筑物需要的抗震性能大小,因?yàn)樗鼘?duì)建筑的抗震有最直接的要求,因此,在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中,一定要考慮該地區(qū)的地震發(fā)生情況,有依據(jù)有理論支持地選擇建設(shè)位置,當(dāng)然地質(zhì)條件也是不能忽略的,因此在選址的時(shí)候,要避開建設(shè)在丘陵以及山坡的附近。在對(duì)高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候,設(shè)計(jì)工作人員一定不能忽視抗震結(jié)構(gòu)本身的功能,在提高抗震質(zhì)量上要有明顯進(jìn)展。在這基礎(chǔ)上功能造價(jià)和建筑要求也不能降低要求標(biāo)準(zhǔn),參考科學(xué)的建筑原理論著,根據(jù)已有的建筑案例提高混凝土建筑的抗震性能,在已經(jīng)確定的目的影響、限制條件和情況下,優(yōu)化這方面的使用功能。

4 結(jié)束語

提高人們生活質(zhì)量和生存環(huán)境安全性是高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化的初衷,也是在進(jìn)行設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想,本身建筑設(shè)計(jì)是有據(jù)可依的,就是要符合已有的設(shè)計(jì)理念,在此基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)和理解新型抗震結(jié)構(gòu)內(nèi)核,既不失去原有的科學(xué)設(shè)計(jì),又在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化,設(shè)計(jì)上符合科學(xué)原理,優(yōu)化設(shè)計(jì)抗震結(jié)構(gòu)的功能,促進(jìn)設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益的提高,控制工程造價(jià),為社會(huì)謀福利。