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        建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)關(guān)鍵問題及對策研究

        2021-09-10 19:43:48楊加平
        科技研究 2021年13期
        關(guān)鍵詞:抗震設(shè)計(jì)關(guān)鍵問題建筑結(jié)構(gòu)

        楊加平

        摘要:地震災(zāi)害一旦發(fā)生,就會(huì)對建筑物造成毀滅性破壞,使得人們十分關(guān)注建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。因此,在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中,就要加強(qiáng)抗震設(shè)計(jì),提高建筑物的抗震性能,否則地震發(fā)生時(shí),將會(huì)造成不可估量的后果。本文先介紹了建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)內(nèi)涵及其原則,并探討了建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)過程中的幾個(gè)關(guān)鍵問題,如建造場地的選擇、建筑結(jié)構(gòu)體系的選擇等,并提出相應(yīng)的對策,以期為抗震設(shè)計(jì)工作的開展提供參考。

        關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu);抗震設(shè)計(jì);原則;關(guān)鍵問題;對策

        1 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的內(nèi)涵及其原則

        1.1設(shè)計(jì)內(nèi)涵

        地震災(zāi)害往往難以預(yù)測,一旦發(fā)生,將會(huì)造成十分嚴(yán)重的后果,所以,就需要提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能,做好抗震設(shè)計(jì)工作。具體而言,工程建設(shè)過程中,相關(guān)企業(yè)及工程師就需要基于實(shí)際考慮建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì),對不同結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行分離或連接。通常采取加強(qiáng)連接的方式,建立多道抗震防線,降低余震的破壞強(qiáng)度。對不同構(gòu)件的強(qiáng)弱關(guān)系進(jìn)行妥善處理,可構(gòu)成多道防線,促進(jìn)建筑抗震性能的提升。唯有不斷提高建筑構(gòu)件的剛度、延性和穩(wěn)定性等參數(shù),才能顯著提升建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能[1]。

        1.2設(shè)計(jì)原則

        第一,全部建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件都必須遵循“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件、強(qiáng)底層柱(墻)”的原則;第二,用于承受豎向荷載的構(gòu)件不能用作主要耗能構(gòu)件;第三,設(shè)置多道防線,確保建筑結(jié)構(gòu)承受第一次地震破壞后,仍能抵御多次余震的破壞。第四,抗震設(shè)計(jì)過程中,相關(guān)人員應(yīng)不斷加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)薄弱部位的把控,讓其具備足夠的形變能力,防止薄弱層發(fā)生轉(zhuǎn)移。

        2 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題及相應(yīng)對策

        2.1 科學(xué)選擇建筑建造場地

        為加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì),應(yīng)選擇有利于建筑物抵御地震破壞的場地,如開闊平坦的堅(jiān)硬場地、密實(shí)均勻的中硬場土等地段,而不應(yīng)選擇軟弱場地土、土質(zhì)狀態(tài)不均勻或易液化等地段,這類場地的抗震能力較弱。尤其是那些危險(xiǎn)地段,一旦發(fā)生地震,就會(huì)出現(xiàn)崩塌、泥石流、滑坡以及地陷等災(zāi)害,如果選擇這些區(qū)域進(jìn)行建筑工程建設(shè),即便建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能突出,但在大環(huán)境的影響之下,其抗震性能也會(huì)受到不利影響。結(jié)合對地震引起的建筑損壞或倒塌事件的分析,當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí),建筑物不僅會(huì)受到地震波的破壞,還會(huì)受建筑物建造場地的影響,因此,為提升建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能,在選擇建造場地時(shí),盡可能地避免不利于提升建筑抗震性能的場地[2]。若要選擇這些地段建造建筑,就要進(jìn)行有效加固,使建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能明顯增強(qiáng),穩(wěn)定性得到提升。

        2.2 嚴(yán)謹(jǐn)選擇建筑結(jié)構(gòu)體系

        第一,完善的建筑結(jié)構(gòu)體系,就會(huì)有一定的贅余度、變形能力突出、內(nèi)力重分配,這樣可以防止建筑結(jié)構(gòu)因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件受到破壞而失去穩(wěn)定性,甚至無法有效抵御地震波的破壞。如此一來,即便地震來臨,建筑結(jié)構(gòu)也不會(huì)因?yàn)槟骋粯?gòu)件出現(xiàn)問題而造成整體穩(wěn)定性下降。

        第二,完善的建筑結(jié)構(gòu)體系,往往具有一定的強(qiáng)度和剛度。地震設(shè)計(jì)過程中,必須確保強(qiáng)度與剛度分布合理,防止因局部削弱或突變而形成薄弱部位,同時(shí)產(chǎn)生塑性變形集中或應(yīng)力集中。此外,在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)過程中,要加強(qiáng)對節(jié)點(diǎn)的保護(hù),避免其遭到破壞,底層柱底的塑性鉸形成比較晚,導(dǎo)致柱、梁端塑性鉸比較分散[3]。

        第三,完善的建筑結(jié)構(gòu)體系,其承載力比較突出,能夠消耗部分地震能量的影響。而鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)就有上述能力,這也是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)得以廣泛運(yùn)用的關(guān)鍵。

        2.3 合理確定建筑物防震縫寬度

        當(dāng)前,科技發(fā)展日新月異,建筑工程無論是整體外形,還是建造規(guī)模,都已經(jīng)發(fā)生了較大變化,其結(jié)構(gòu)形體更加復(fù)雜,這就需要合理設(shè)置防震縫。如,地基不均勻、建筑物錯(cuò)層較多、總體長度較大,就要通過防震縫的設(shè)置降低地震波的影響。合理控制防震縫寬度,必須滿足如下規(guī)范要求:第一,建筑物高度低于15m的,防震縫的寬度應(yīng)設(shè)置為7cm;第二,建筑物高度超過15m的,6 度 、7度 、8 度和 9 度分別每增加高度 5m 、4m 、3m 和 2m,要對防震縫進(jìn)行加寬20mm。實(shí)際開展設(shè)計(jì)工作時(shí),就要基于以上規(guī)范要求,綜合運(yùn)用圖表法、表格法、公式法等多種方法,確定防震縫的寬度,使抗震設(shè)計(jì)工作得以順利進(jìn)行[4]。

        2.4 科學(xué)布置建筑的平、立面

        一是選擇規(guī)則簡單的建筑結(jié)構(gòu)。實(shí)際設(shè)計(jì)過程中,一些設(shè)計(jì)師會(huì)將建筑結(jié)構(gòu)、形態(tài)設(shè)計(jì)得過于復(fù)雜,以體現(xiàn)別具一格的設(shè)計(jì)理念,在地震災(zāi)害來臨時(shí),設(shè)計(jì)師就無法準(zhǔn)確預(yù)測和把控建筑物受到地震波沖擊時(shí)的受力情況。而如果建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得規(guī)則簡單,就可以利用計(jì)算模型或設(shè)計(jì)軟件,對地震發(fā)生時(shí)建筑物的受力情況進(jìn)行模擬,并深入分析建筑結(jié)構(gòu)的位移內(nèi)力,可據(jù)此對結(jié)構(gòu)薄弱部位進(jìn)行加固處理。

        二是建筑剛度中心與結(jié)構(gòu)質(zhì)量中心保持一致。建筑設(shè)計(jì)過程中,豎向分布剛度和質(zhì)量往往不對等。比如說,樓層錯(cuò)位或?qū)痈叻秶鷥?nèi)框架填充墻不連續(xù),會(huì)在框架上形成短柱,當(dāng)遭遇地震災(zāi)害時(shí),建筑結(jié)構(gòu)勢必受到嚴(yán)重影響,這就需要對建筑結(jié)構(gòu)剛度與質(zhì)量進(jìn)行限制[5]。

        三是建筑平、立面剛度和質(zhì)量分布對稱。倘若建筑剛度、質(zhì)量分布缺乏對稱性,那么一旦受到地面平動(dòng)分量的作用,容易發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng),會(huì)造成嚴(yán)重破壞。因此,必須確保建筑或其他獨(dú)立單元應(yīng)力剛度與質(zhì)量保持對稱,盡可能地使質(zhì)量中心與剛心重合,促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的提升。

        3 結(jié)束語

        總之,抗震設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到整體建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能,貫穿于建筑工程的設(shè)計(jì)過程中。為了提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力,需要科學(xué)把握抗震設(shè)計(jì)的基本原則,科學(xué)選擇建造場地、建筑結(jié)構(gòu)體系、合理確定防震縫寬度、科學(xué)布置建筑的平、立面,使建筑結(jié)構(gòu)具備良好的抗震性能,提高建筑物的穩(wěn)定性與安全性,進(jìn)而推動(dòng)建筑業(yè)的發(fā)展。

        參考文獻(xiàn):

        [1]張世濤.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)關(guān)鍵問題及對策研究[J].中國房地產(chǎn)業(yè),2020,000(011):291.

        [2]朱鵬.超高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)常見問題及解決措施探究[J].居舍,2019,000(006):P.17-17.

        [3]葛積洪.淺析建筑結(jié)構(gòu)工程的抗震設(shè)計(jì)及其策略[J].Building Development,2019,3(4).

        [4]胡安吉.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理念與方法分析[J].居舍,2020(02):99-99.

        [5]趙剛緒.芻議工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊,2019,000(008):52.

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