舒添

（中匠民大國(guó)際工程設(shè)計(jì)有限公司山西分公司，山西太原 030000）

0 引言

建筑工程中進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，已經(jīng)在全球范圍內(nèi)得到高度認(rèn)同，不僅能有效提升建筑質(zhì)量，還能使建筑具有抗震性能，保證人們生活、生產(chǎn)的安全，建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中為提升建筑構(gòu)架的設(shè)計(jì)水平，促使建筑抗震能力得以改進(jìn)，設(shè)計(jì)人員需要針對(duì)現(xiàn)在建筑中抗震方面的問(wèn)題進(jìn)行分析，并根據(jù)抗震設(shè)計(jì)的基本問(wèn)題制定相關(guān)措施，進(jìn)而保證建筑工程具有抗震效果，降低地震對(duì)建筑造成的損害，確保人們?cè)诿媾R自然災(zāi)害時(shí)提升建筑安全繼而保障人身財(cái)產(chǎn)安全，如圖1所示。

圖1 建筑抗震加固

1 抗震設(shè)計(jì)的基本原則

1.1 對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體的規(guī)劃

為保證建筑具有抗震效果，在建筑工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，要優(yōu)先考慮建筑物整體結(jié)構(gòu)，并對(duì)建筑結(jié)構(gòu)在地震情況下的整體反應(yīng)進(jìn)行高度關(guān)注，根據(jù)此類反應(yīng)進(jìn)行具體分析和計(jì)算，選擇適當(dāng)?shù)牟牧虾驮O(shè)計(jì)方式進(jìn)行建筑工程的抗震設(shè)計(jì)，以此提升整體建筑物抗震效果[1]。實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要減少建筑物薄弱部分，避免建筑物在地震過(guò)程中，受薄弱部分影響，造成整體破壞，因此需要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體規(guī)劃。建筑設(shè)計(jì)人員需要對(duì)建筑設(shè)計(jì)過(guò)程綜合考量，并綜合規(guī)劃抗側(cè)力的結(jié)構(gòu)，以此保證建筑設(shè)計(jì)具有均勻性和對(duì)稱性，拔高建筑整體的規(guī)整性，優(yōu)化抗震效果。

1.2 保證建筑結(jié)構(gòu)物的結(jié)構(gòu)剛度

建筑物設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)地震作用力的雙線性進(jìn)行充分考慮，以此保證建筑物能夠在各個(gè)方面對(duì)作用力進(jìn)行抗衡[2]。首先設(shè)計(jì)人員需要在主軸方向合理控制高度。其次在設(shè)置結(jié)構(gòu)高度時(shí)，還需要考量建筑物的變形方位，運(yùn)用相應(yīng)的柔性結(jié)構(gòu)，分擔(dān)整體建筑的外力，減少地震作用力下對(duì)建筑整體結(jié)構(gòu)的影響，進(jìn)而減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

2 建筑抗震設(shè)計(jì)問(wèn)題

2.1 結(jié)構(gòu)體系與材料方面缺陷

建筑工程項(xiàng)目施工過(guò)程中，建筑物的材料以及整體結(jié)構(gòu)體系是人們高度關(guān)注的問(wèn)題，需要設(shè)計(jì)人員以及施工人員正確選擇。在地震高發(fā)地帶有效選擇材料對(duì)建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)具有重要意義[3]?，F(xiàn)階段建筑結(jié)構(gòu)中，我國(guó)建筑主要以鋼筋混凝土為主，因此在變形控制過(guò)程中，要充分考慮位移限制。但是由于設(shè)計(jì)需要根據(jù)建筑的實(shí)際情況分析，所以鋼框架系統(tǒng)改變工作難度隨之加大，無(wú)法有效控制建筑的變形側(cè)移度。此種情況在建筑中存在不利于提升整體建筑的抗震效果，并使鋼結(jié)構(gòu)的荷載力不斷增加。建筑設(shè)計(jì)中需要對(duì)整體結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行考量，因此結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)工作開(kāi)展很有必要。在一般建筑中，會(huì)加強(qiáng)轉(zhuǎn)換層的強(qiáng)度剛度，而此種設(shè)計(jì)會(huì)在一定程度上造成剛度突出的情況，使相鄰柱構(gòu)件間的剪力不斷增加，減弱了建筑體的抗震性。

2.2 高層建筑和超高建筑兩類建筑抗震設(shè)計(jì)不足

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展以及資源節(jié)約需求不斷加大，我國(guó)高層建筑規(guī)模也隨之?dāng)U大，甚至存在超高建筑，此種情況要求設(shè)計(jì)人員從設(shè)計(jì)之初就必須關(guān)注高層抗震能力。由于高層建筑和超高建筑具有一定高度差距，因此超高層建筑物在地震中受到的破壞力會(huì)比普通高層增強(qiáng)，建筑整體的抗震性能減弱，無(wú)法抵御地震災(zāi)害[4]。首先相關(guān)建筑人員需要對(duì)建筑實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)查，并在相關(guān)經(jīng)驗(yàn)和案例的基礎(chǔ)上，對(duì)此種建筑進(jìn)行合理論證，其次設(shè)計(jì)人員還要擬建模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。但是在我國(guó)的部分建筑結(jié)構(gòu)中，出于對(duì)成本的考量，此種步驟會(huì)相應(yīng)地縮短和減少，而此種做法會(huì)造成建筑體質(zhì)量降低。

2.3 短柱和軸壓比在設(shè)置過(guò)程中存在的問(wèn)題

目前我國(guó)高層建筑在施工過(guò)程中為有效控制柱的軸壓比，會(huì)增加柱的截面面積，此種情況，即使在建筑中運(yùn)用高強(qiáng)度的混凝土，也無(wú)法對(duì)其進(jìn)行舒緩[5]。為了減少此類情況，在設(shè)計(jì)中會(huì)采用限制柱軸壓比的設(shè)計(jì)，但是此種設(shè)計(jì)會(huì)造成混凝土被壓碎，建筑結(jié)構(gòu)延性逐漸下降的后果，對(duì)建筑物的抗震性能造成負(fù)面影響。

3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中提升建筑抗震能力的策略分析

3.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)整體構(gòu)造設(shè)計(jì)進(jìn)行有效優(yōu)化

整體設(shè)計(jì)建筑物過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員首先要對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行整體考量，對(duì)于地震發(fā)生過(guò)程中對(duì)建筑的作用力進(jìn)行研究，并根據(jù)此考慮建筑物抵御地震作用力的效果，與此同時(shí)，相關(guān)設(shè)計(jì)人員還要對(duì)不同結(jié)構(gòu)體系適用的抗震措施進(jìn)行研究，從而在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中能夠提升建筑的整體經(jīng)濟(jì)效益和安全性，減少地震帶來(lái)的影響[6]。其次設(shè)計(jì)人員要對(duì)工程的實(shí)際情況全面掌握，并在此基礎(chǔ)上對(duì)建筑整體結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)化工作進(jìn)行規(guī)劃。在建筑結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)過(guò)程中，要保留一定的余度減少地震對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的破壞，使整體構(gòu)架能夠?qū)Φ卣鹱饔昧M(jìn)行分散均衡，以此保證建筑部分構(gòu)件在地震中即使被破壞，也不會(huì)影響到整體建筑的抗震性能。再次在設(shè)計(jì)建筑過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要把震害的傳播路徑進(jìn)行分析和考量，并在結(jié)構(gòu)圖中進(jìn)行清晰標(biāo)注以此保證設(shè)計(jì)人員能夠在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)建筑物的抗震性進(jìn)行全面顧及，以此滿足建筑的抗震需求。

3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)抗震位置進(jìn)行合理選擇

設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要選擇具有抗震優(yōu)勢(shì)的場(chǎng)所，并且保證此場(chǎng)所在地震過(guò)程中受到震感影響比較小，以此借助其地理?xiàng)l件完成整體建筑的減震目標(biāo)[7]。在一般情況下，建筑工程中不能將地質(zhì)不均勻以及軟弱地質(zhì)區(qū)域設(shè)置為抗震場(chǎng)所，此種地區(qū)在地震過(guò)程中受到地震損害和影響比較大，無(wú)法發(fā)揮其抗震功能。若是在實(shí)際設(shè)計(jì)中對(duì)此種區(qū)域的抗震設(shè)計(jì)無(wú)法進(jìn)行規(guī)避，則需要對(duì)地基進(jìn)行優(yōu)化處理，以此保證地基結(jié)構(gòu)能夠?qū)Φ卣疬M(jìn)行防御，提升整體建筑的強(qiáng)度，進(jìn)而展開(kāi)建筑抗震設(shè)計(jì)。此外設(shè)計(jì)人員還需要根據(jù)地基場(chǎng)地的實(shí)際情況以及財(cái)務(wù)和材料狀況進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)措施的實(shí)際考量。

3.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)抗震荷載進(jìn)行恰當(dāng)處理

為保證建筑物能有效抵抗地震災(zāi)害進(jìn)行，相關(guān)設(shè)計(jì)人員在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中需要遵循強(qiáng)弱協(xié)調(diào)的設(shè)計(jì)原則，對(duì)建筑中的節(jié)點(diǎn)、柱等位置強(qiáng)度進(jìn)行相應(yīng)的提升，并對(duì)建筑結(jié)構(gòu)中梁、拉力中心等部位強(qiáng)度進(jìn)行相應(yīng)的減弱，以此避免地震中建筑節(jié)點(diǎn)會(huì)被地震波過(guò)早破壞，使建筑其他結(jié)構(gòu)承受力增加，此過(guò)程中相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要提升柱端承載力，使承載力高于梁端的承載力，如此方能提升整體建筑的荷載可承受性，減少地震中遭受的損害。與此同時(shí)，相關(guān)設(shè)計(jì)人員還要根據(jù)具體的規(guī)范，需要對(duì)整體建構(gòu)荷載進(jìn)行調(diào)整，使其在合理范圍內(nèi)達(dá)到最大，以此提升整體建筑的抗震性。

3.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中根據(jù)建筑類型選擇適當(dāng)抗震構(gòu)造

建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要根據(jù)建筑種類選擇適合建筑物整體構(gòu)造的抗震構(gòu)造進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而提升建筑整體結(jié)構(gòu)的抗震性，保證建筑結(jié)構(gòu)能夠與抗震結(jié)構(gòu)一起抵御地震災(zāi)害帶來(lái)的威脅[8]。在建筑設(shè)計(jì)中一般會(huì)設(shè)計(jì)磚混結(jié)構(gòu)建造建筑體，磚混結(jié)構(gòu)中一般會(huì)運(yùn)用水平圈梁加內(nèi)外連接墻的構(gòu)造進(jìn)行實(shí)際建筑，而水平圈梁能有效約束和抵御外力損害，內(nèi)外結(jié)構(gòu)墻能有效提升整體建筑的塑性變化減少其位移程度，進(jìn)而保證工程的整體性和延展性得到提升，使建筑的防震性能得以增強(qiáng)。

3.5 對(duì)結(jié)構(gòu)自重弱化處理

建筑結(jié)構(gòu)中，如果地基條件相同，設(shè)計(jì)人員對(duì)建筑進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也須加以考量，不能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)直接設(shè)計(jì)。現(xiàn)代建筑中為了提升經(jīng)濟(jì)效益控制成本，一般情況下會(huì)控制結(jié)構(gòu)成本，自重使建筑層數(shù)不斷增加，而此種情況使建筑質(zhì)量受到一定的影響，會(huì)增加建筑在地震中的坍塌危險(xiǎn)。為了有效緩解此類現(xiàn)象，可以在建筑設(shè)計(jì)中運(yùn)用質(zhì)量較輕的材料，減少結(jié)構(gòu)本身重量，達(dá)到質(zhì)量控制的效果，現(xiàn)在建筑行業(yè)中建筑的抗震性會(huì)隨著人們的需要以及自然災(zāi)害的提升不斷增加，為保證建筑的整體抗震性，需要對(duì)建筑的變形能力進(jìn)行控制和預(yù)測(cè)，因此在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)相關(guān)的參數(shù)確定建筑構(gòu)建的最終值。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)建筑行業(yè)不斷擴(kuò)大，在建筑過(guò)程中逐漸融入滿足人們生活需要的功能。建筑中進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，能有效抵御地震損害，此種措施在世界建筑中也具有高度的評(píng)價(jià)和研究?jī)r(jià)值。但是地震屬于自然災(zāi)害，存在不確定性以及多樣性因素，因此在實(shí)際設(shè)計(jì)中需要根據(jù)建筑情況以及當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境進(jìn)行研究，選擇適合的抗震設(shè)計(jì)，并改進(jìn)現(xiàn)在抗震設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，提升抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑中的實(shí)用性，保證人們生活生產(chǎn)安全，為人們的生命財(cái)產(chǎn)提供技術(shù)性保障。