商治強(qiáng)（中交鐵道設(shè)計(jì)研究總院有限公司，天津 300000）

我國(guó)所處的地理位置地殼運(yùn)動(dòng)比較頻繁，相對(duì)來(lái)說(shuō)，發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的概率高于其他國(guó)家，除此之外環(huán)境問(wèn)題的不斷惡化，也是最近幾年我國(guó)各個(gè)地區(qū)地震災(zāi)害頻繁發(fā)生的主要原因，地震災(zāi)害給廣大民眾和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成的創(chuàng)傷是很難彌補(bǔ)的，特別是在高層建筑越來(lái)越多的現(xiàn)代社會(huì)中，一旦發(fā)生地震災(zāi)害，后果的嚴(yán)重性是不可想象的，由于建筑是否具備優(yōu)越的抗震能力，是建筑能否安然應(yīng)對(duì)地震災(zāi)害的決定性因素，因此在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中合理融入抗震設(shè)計(jì)概念逐漸引起各相關(guān)方面的關(guān)注與重視，但是在當(dāng)前的現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，仍有一些尚未得到妥善解決的問(wèn)題，所以迫切需要合理開(kāi)展現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)與加工處理的探索和研究。

1 概念設(shè)計(jì)在現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)中的抗震作用

隨著近年來(lái)大型地震對(duì)建筑物造成的嚴(yán)重破壞，以及因?yàn)榻ㄖ飮?yán)重?fù)p壞所帶來(lái)的人民生命財(cái)產(chǎn)安全的嚴(yán)重?fù)p失，使得人們對(duì)于建筑物的抗震性能產(chǎn)生了較高的需求，相應(yīng)的概念設(shè)計(jì)理念也在這種需求中逐漸浮出水面，這種概念其核心目的是有效的提升建筑整體結(jié)構(gòu)的抗震性能，通過(guò)針對(duì)不同地質(zhì)狀況和地理位置所開(kāi)展的建筑物結(jié)構(gòu)選型，來(lái)滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的對(duì)建筑物的抗震需求提升。因此在進(jìn)行建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中所包含的抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容得到了明顯的增加，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)針對(duì)抗震設(shè)計(jì)來(lái)不斷提升自身的專業(yè)知識(shí)和設(shè)計(jì)能力。在進(jìn)行建筑物結(jié)構(gòu)方案的選擇過(guò)程中要避免受到業(yè)主的影響，防止受到來(lái)自建筑物的外觀形狀以及結(jié)構(gòu)布局等諸多因素中存在的抗震缺陷。良好的技術(shù)選型工作能夠有效降低業(yè)主對(duì)建筑物經(jīng)濟(jì)型乃至外觀的干擾和影響，如果不能對(duì)建筑物地下結(jié)構(gòu)的延展性進(jìn)行有效的控制，盲目的增加地面下結(jié)構(gòu)的延展性可能會(huì)導(dǎo)致建筑物本身的抗震性能受到影響甚至?xí)绊懡ㄖ锉旧淼馁|(zhì)量。

2 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中亟待解決的問(wèn)題

2.1 前期設(shè)計(jì)方案中的抗震設(shè)計(jì)

某些建筑工程設(shè)計(jì)過(guò)程中設(shè)計(jì)單位甚至業(yè)主對(duì)于建筑物結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案沒(méi)有給予相應(yīng)的重視程度，大多建筑物設(shè)計(jì)過(guò)程集中在如何讓建筑外觀更加符合業(yè)主的要求，這使得設(shè)計(jì)單位在開(kāi)展設(shè)計(jì)的過(guò)程中為了迎合業(yè)主的需求使得建筑物本身的結(jié)構(gòu)性能得到有效的控制。加之當(dāng)前建筑行業(yè)市場(chǎng)發(fā)展速度較快，部分工程的整體開(kāi)發(fā)周期較短，所以在設(shè)計(jì)的過(guò)程中為了能夠加快設(shè)計(jì)速度，某些設(shè)計(jì)單位甚至?xí)撾x建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。這使得建筑物自身的平面結(jié)構(gòu)或立面結(jié)構(gòu)甚至特殊結(jié)構(gòu)都沒(méi)有進(jìn)行科學(xué)有效的評(píng)估，對(duì)于建筑物的抗震性能產(chǎn)生了負(fù)面影響。建筑物的設(shè)計(jì)過(guò)程中要將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和建筑設(shè)計(jì)進(jìn)行有效的平衡，保證兩種設(shè)計(jì)內(nèi)容都具備較高的科學(xué)性，這是建筑在滿足質(zhì)量要求以及抗震需求的前提下獲得更好的外部特征。所以在設(shè)計(jì)的過(guò)程中要重視結(jié)構(gòu)平面立面和建筑物內(nèi)部的梁柱性能設(shè)計(jì)，提升建筑物的抗震效果。

2.2 結(jié)構(gòu)體系選擇

在進(jìn)行結(jié)構(gòu)體系的選型過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)通過(guò)對(duì)抗震設(shè)防的烈度以及類型，建筑本身的地質(zhì)情況，建筑物的高度，以及施工技術(shù)和施工材料等多種因素進(jìn)行考量，要將建筑物的經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)水平以及最終的建筑物功能進(jìn)行有效的平衡來(lái)提升結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性以及合理性。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)首先進(jìn)行計(jì)算簡(jiǎn)圖的制定工作，同時(shí)要對(duì)建筑物自身的地震傳遞渠道進(jìn)行有效的模擬。這能夠有效降低建筑物不同部位的結(jié)構(gòu)在地震中遭到破壞而使得建筑物整體結(jié)構(gòu)失去有效的載荷能力，出現(xiàn)嚴(yán)重的建筑質(zhì)量安全事故，要保證建筑物具備良好的地震中的承載能力，吸收地震應(yīng)力的能力以及在應(yīng)對(duì)不同震級(jí)情況下建筑物所能夠提供的變形能力。對(duì)于建筑物存在的某些弱勢(shì)結(jié)構(gòu)應(yīng)該通過(guò)各種技術(shù)或方法來(lái)提升其抗震性能。

2.3 結(jié)構(gòu)平面與立面的選擇

在進(jìn)行平面結(jié)構(gòu)和立面的設(shè)計(jì)過(guò)程中要面對(duì)平面規(guī)則問(wèn)題，通常導(dǎo)致平面不規(guī)則最主要的原因是凹凸以及扭轉(zhuǎn)兩種不規(guī)則問(wèn)題，在某些情況下樓板局部的連續(xù)性較差也會(huì)產(chǎn)生平面不規(guī)則問(wèn)題。而立面不規(guī)則則由豎向抗側(cè)力構(gòu)件以及側(cè)向剛度連續(xù)性不足的問(wèn)題產(chǎn)生，在某種情況下樓層的承載能力發(fā)生了突然的變化，較為典型的是在地震過(guò)程中樓層的承載能力發(fā)生突變導(dǎo)致的縱向立面不規(guī)則問(wèn)題。要在設(shè)計(jì)過(guò)程中降低上述幾種立面和平面結(jié)構(gòu)不規(guī)則的問(wèn)題，如果設(shè)計(jì)過(guò)程中無(wú)法避免這種不規(guī)則立面和平面，則需要召集技術(shù)人員和工程人員用特殊的技術(shù)或措施來(lái)進(jìn)行立面平面的加強(qiáng)工作。

2.4 抗震概念設(shè)計(jì)的有效延伸

在進(jìn)行建筑物的抗震設(shè)計(jì)過(guò)程中，除了對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的依賴和應(yīng)用之外，還需要通過(guò)建模來(lái)提升建筑物本身的抗震水平，但受到地震過(guò)程的不確定性使得這種技術(shù)應(yīng)用和建模模擬過(guò)程仍然不能完整的實(shí)現(xiàn)建筑物抗震水平的有效提升，所以應(yīng)當(dāng)在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)增加建筑物的抗震措施，通過(guò)多種不同的方法來(lái)有效的緩解地震對(duì)建筑物產(chǎn)生的破壞作用。在進(jìn)行概念設(shè)計(jì)時(shí)首先需要設(shè)計(jì)人員對(duì)于不同建筑結(jié)構(gòu)的性能和原理有著清晰的認(rèn)識(shí)，只有具備完善的設(shè)計(jì)原則，明確不同的抗震技術(shù)在抗震過(guò)程中所起到的作用，將這些技術(shù)進(jìn)行有效的排列，明確不同技術(shù)的優(yōu)先級(jí)，使得建筑物本身的抗震容錯(cuò)能力得到有效的提升。

2.5 結(jié)構(gòu)材料與施工的重要性

抗震設(shè)計(jì)過(guò)程中也要考慮到建筑物在選擇抗震材料過(guò)程中的不同要求，并將這種要求在設(shè)計(jì)圖紙中反映出來(lái)。通常針對(duì)砌體建筑物所使用的磚塊性能有如下要求，多孔磚以及普通磚應(yīng)當(dāng)滿足MU10的強(qiáng)度等級(jí)，空心磚的強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)當(dāng)滿足MU7.5，砂漿強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)當(dāng)滿足M5。建筑物所包含的框梁以及混凝土的強(qiáng)度等級(jí)在一級(jí)抗震水平的條件下應(yīng)當(dāng)高于C30。圈梁以及構(gòu)造柱等建筑物構(gòu)件的強(qiáng)度水平不得低于C20。在建筑物所包含的鋼結(jié)構(gòu)在相關(guān)技術(shù)參數(shù)中鋼結(jié)構(gòu)的屈服強(qiáng)度以及抗拉強(qiáng)度所產(chǎn)生的比值不應(yīng)當(dāng)超過(guò)

0.85。

3 抗震加固技術(shù)類型

3.1 自身加固方法

在對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行認(rèn)證加固的過(guò)程中，較為常見(jiàn)的加固方法包含壓力灌注及其細(xì)分的環(huán)氧樹(shù)脂漿和水泥漿的加固方法以及鐵把鋸加固方法，針對(duì)鐵把鋸加固方法，其核心原理是通過(guò)穿墻的裂縫開(kāi)展加固流程，其核心構(gòu)件所選用的材料為直徑6mm的鋼筋，通過(guò)對(duì)其彎折形成超過(guò)兩側(cè)縫隙并形成100mm的直鉤作為加固構(gòu)件。

3.2 外包加固方法

開(kāi)展外包加固的過(guò)程中，主要的加固對(duì)象為鋼筋網(wǎng)水泥砂漿、外包鋼筋混凝土以及水泥砂漿三種面層和鋼構(gòu)件網(wǎng)籠等四種加固方法。鋼筋混凝土梁柱磚柱以及磚墻的加固是外包鋼筋混凝土面層加固的主要對(duì)象，而針對(duì)水泥砂漿面層的加固對(duì)象主要面向不需要大幅提升抗震能力的磚墻。鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層的加固對(duì)象主要集中在磚柱和磚墻兩個(gè)部分的加固流程，在進(jìn)行該流程的架構(gòu)過(guò)程中通常不需要設(shè)置模板進(jìn)行支撐，只需要在完成鋼筋設(shè)置后進(jìn)行多層抹灰工作也能夠?qū)崿F(xiàn)有效加固目的。針對(duì)煙囪和鋼筋混凝土的磚柱、梁柱進(jìn)行加固的方法通常為鋼構(gòu)件網(wǎng)龍加固，這種加固方法通常較為簡(jiǎn)單，只需要做好相應(yīng)的防銹措施，如果建筑物本身自然環(huán)境中的濕度較大時(shí)則盡量避免使用這種加固方式。

3.3 構(gòu)件增設(shè)方法

在進(jìn)行增設(shè)構(gòu)件的過(guò)程中要將在原本結(jié)構(gòu)構(gòu)件的基礎(chǔ)上增加新的構(gòu)件，增設(shè)構(gòu)件的主要目標(biāo)是為了加強(qiáng)建筑物本身的抗震性能和整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，還建議具備一定的變形性能，這能夠有效提升抗震水平。通常在進(jìn)行構(gòu)件增設(shè)的過(guò)程中，要將增設(shè)的構(gòu)件可能會(huì)對(duì)建筑產(chǎn)生的影響進(jìn)行有效的考量，大多數(shù)情況下正是構(gòu)件通過(guò)以下幾種方式進(jìn)行，首先是墻體增設(shè)，這種方法適用于抗震橫墻本身存在較大的間距，墻體的承載能力不足時(shí)便可以增加墻體來(lái)實(shí)現(xiàn)加固作用，使用這種方法進(jìn)行墻體加固是可以選擇鋼筋混凝土墻體或砌體墻體。其次是柱子增設(shè)，增加柱子的主要目標(biāo)是為了增加墻體的顛覆能力，通常增加柱子會(huì)采用鋼筋混凝土柱圈梁或拉桿等基礎(chǔ)構(gòu)件來(lái)對(duì)柱子進(jìn)行有效的連接實(shí)現(xiàn)墻體的加固作用。在增設(shè)拉桿的過(guò)程中通常適用于存在加固受彎的構(gòu)件以及縱橫墻連接部位的固定作用。增設(shè)支撐是指適用于屋蓋天窗或柱間等建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)的支撐過(guò)程。這也是能夠有效提升建筑物抗震性能的重要措施。圈梁的加固過(guò)程主要面對(duì)圈梁自身的技術(shù)參數(shù)與施工設(shè)計(jì)要求存在差異，通常會(huì)選擇鋼筋混凝土和內(nèi)墻圈梁來(lái)對(duì)其進(jìn)行有效的加固，使得圈梁能夠依照建筑物的周邊形成閉合式的環(huán)形圈梁，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)建筑物的整體結(jié)構(gòu)受到圈梁的約束，提升抗震性能。

3.4 連接增強(qiáng)方法

在發(fā)生地震的過(guò)程中，保證建筑物實(shí)現(xiàn)有效抗震能力的關(guān)鍵部位為建筑物結(jié)構(gòu)構(gòu)件的連接位置，這是建筑建造過(guò)程中常常被忽視的區(qū)域?qū)τ诮ㄖ锏目拐鹦阅苡兄苯拥挠绊?，?yīng)當(dāng)增強(qiáng)對(duì)構(gòu)件連接位置的加固使其具備較強(qiáng)的承載能力，通常該區(qū)域存在質(zhì)量問(wèn)題的主要反應(yīng)和特征包含以下兩點(diǎn)，首先是拉結(jié)鋼筋通過(guò)磚墻與混凝土梁柱進(jìn)行有效的連接能夠提升加強(qiáng)拉結(jié)筋的作用，通過(guò)將鋼筋進(jìn)行彎折后插入到磚塊的灰縫之間，并在另一側(cè)通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂砂漿將鋼筋與梁柱體的斜孔進(jìn)行有效的固定，使得墻體和新增的外加柱進(jìn)行有效的連接實(shí)現(xiàn)加固作用。壓漿錨桿則適用于縱向的墻體連接不存在要求連接性能較好的條件下通過(guò)將錨桿與內(nèi)墻和縱墻進(jìn)行連接再用水玻璃砂漿進(jìn)行灌漿處理。

4 加固設(shè)計(jì)的技術(shù)革新趨勢(shì)

4.1 加固設(shè)計(jì)所包含的內(nèi)容

為了能夠有效提升加固補(bǔ)強(qiáng)作用，在加固之前應(yīng)當(dāng)做好加固設(shè)計(jì)工作，通過(guò)將不同的加固方案進(jìn)行多角度的比較來(lái)選擇性能較好經(jīng)濟(jì)性較強(qiáng)的加固方案，加固工作的核心內(nèi)容要體現(xiàn)出良好的預(yù)防性，對(duì)于靜結(jié)構(gòu)通常應(yīng)將其轉(zhuǎn)化為超靜定結(jié)構(gòu)，能夠有效地提升建筑物在抵御地震過(guò)程中所產(chǎn)生的冗余效果。

4.2 加固設(shè)計(jì)過(guò)程中的要點(diǎn)內(nèi)容

加固過(guò)程中所選擇的混凝土其強(qiáng)度要高于建筑物本身的結(jié)構(gòu)所采用的混凝土強(qiáng)度，之所以采用這種強(qiáng)度的混凝土，除了能夠有效保證前后混凝土界面之外，還能夠提供更加強(qiáng)力的粘接效果，使得鋼筋或其他加固材料能夠得到有效的鞏固，通常后續(xù)施工所采用的混凝土體積低于舊有混凝土的體積，加之澆筑過(guò)程中受到空間的限制不能夠?qū)崿F(xiàn)有效的澆筑質(zhì)量。比如在針對(duì)較小容積的模板進(jìn)行澆筑時(shí)對(duì)其混凝土質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)其混凝土質(zhì)量遠(yuǎn)低于大空間比例的混凝土澆筑質(zhì)量，因此需要通過(guò)加強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度等級(jí)來(lái)彌補(bǔ)澆筑質(zhì)量的下降。在進(jìn)行混凝土加固設(shè)計(jì)的過(guò)程中要對(duì)該加固過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行考量，防止重復(fù)性施工或過(guò)度施工所產(chǎn)生的浪費(fèi)現(xiàn)象，如果建筑工程項(xiàng)目本身處于地震帶或地震高發(fā)區(qū)可以通過(guò)對(duì)該建筑物增加防震構(gòu)件來(lái)提升建筑物的抗震水平。

5 結(jié)語(yǔ)

建筑與廣大民眾切身問(wèn)題存在緊密關(guān)系，建筑的穩(wěn)固性與耐久性不僅是自身價(jià)值的重要體現(xiàn)，對(duì)建筑用戶的生命財(cái)產(chǎn)安全也有重大影響，而地震災(zāi)害的發(fā)生，是對(duì)建筑穩(wěn)固性的考驗(yàn)，而優(yōu)越的抗震能力是保證建筑工程安然度過(guò)地震災(zāi)害，并為民眾提供庇護(hù)所的有效保障，最近幾年地震災(zāi)害不時(shí)發(fā)生的事實(shí)，充分引起了人們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震能力的重視，鑒于將抗震概念合理應(yīng)用到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，是提升建筑抗震能力的有效舉措，因此，各相關(guān)方面應(yīng)高度重視目前建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的對(duì)結(jié)構(gòu)材料與施工作業(yè)的要求，以及結(jié)構(gòu)平面與立面選擇等各種核心問(wèn)題，同時(shí)也需要合理探討自身加固、外包加工以及增設(shè)構(gòu)件與增強(qiáng)連接等建筑結(jié)構(gòu)抗震加固措施，以便確?，F(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)與加固處理的科學(xué)性與合理性，借此為廣大民眾獻(xiàn)上高質(zhì)量建設(shè)項(xiàng)目。