關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)若干問題的探討

文/陳欣 武漢東藝建筑設(shè)計(jì)有限公司 湖北武漢 430015

關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)若干問題的探討

文/陳欣 武漢東藝建筑設(shè)計(jì)有限公司 湖北武漢 430015

地震的破壞力極強(qiáng)，而且具有突發(fā)性，給人類生命安全和財(cái)產(chǎn)安全帶來極大的威脅，近年來地震災(zāi)害頻發(fā)，人心惶惶，建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)得到了眾多國內(nèi)外有關(guān)工程的重視。然而人們還未全面的了解到地震中建筑被破壞的原因，這就大大阻礙了抗震設(shè)計(jì)研究的進(jìn)程。本文就建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)研究中的若干問題展開討論。

建筑結(jié)構(gòu)；抗震；若干問題

隨著當(dāng)代社會(huì)水平的發(fā)展，不論是小城鎮(zhèn)還是大城市都涌現(xiàn)出越來越多的高層建筑，而建筑的安全問題就成了一個(gè)最關(guān)鍵的問題。遇到地震這種破壞力極強(qiáng)的自然災(zāi)害，對(duì)高層建筑無疑是致命的打擊。

一、地震中建筑物遭到破壞的原因

(一)建筑材料質(zhì)量問題

材料為建筑之根本，質(zhì)量低劣的鋼筋水泥等材料會(huì)直接導(dǎo)致建筑物堅(jiān)固度不夠，遇到地震這種自然災(zāi)害更容易倒塌，破裂。

(二)根基不穩(wěn)

地震時(shí)若根基不穩(wěn)，會(huì)導(dǎo)致沉降不均勻從而致建筑物傾斜倒塌，選擇適宜的基地是建造房屋的基礎(chǔ)。如汶川大地震中，北川縣有多幢鄰河房屋發(fā)生整體下陷，因?yàn)猷徦牡貛临|(zhì)松軟，在遭遇外界破壞時(shí)土結(jié)構(gòu)易發(fā)生位移。

(三)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理

建筑物構(gòu)件之間若不牢固，會(huì)影響建筑的整體穩(wěn)定性，遇到地震房屋會(huì)扭曲變形倒塌。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較復(fù)雜的建筑相對(duì)來說更易遭到破壞。因此，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格規(guī)范抗震要求。

(四)施工問題

如地基打不穩(wěn)，少放錯(cuò)放鋼筋，泥漿不夠粘稠，偷工減料等問題會(huì)極大的影響建筑的牢固程度。遇到地震各種質(zhì)量問題都將暴露。保證施工質(zhì)量也是建筑過程中的一個(gè)關(guān)鍵問題。

二、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中存在的問題

(一)結(jié)構(gòu)體系

在選擇抗震建筑物的結(jié)構(gòu)體系中，應(yīng)注意一下幾個(gè)問題：(1)應(yīng)具備一個(gè)思路清晰的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖。(2)在建筑的薄弱部位應(yīng)相應(yīng)的加強(qiáng)加固，采取多重措施進(jìn)行保護(hù)。(3)在建筑物內(nèi)部應(yīng)在主梁上多受力，確保一條最短最有效的地震傳遞路徑，使各部位受力強(qiáng)度合理。(4)應(yīng)設(shè)計(jì)多條抗震防護(hù)路線，以做到有備無患。(5)應(yīng)保證建筑結(jié)構(gòu)部件的質(zhì)量，才能保證整體建筑的抗震性。(6)盡可能采用混凝土材料或鋼結(jié)構(gòu)，這類材料柱斷面尺寸較小，質(zhì)地較柔，有更好的抗震性能。

(二)合理控制抗震建筑的高寬比

建筑的高寬比是總高度與最小寬度的比值，它是關(guān)于抗震建筑的承載能力、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、抗震強(qiáng)度等的一個(gè)重要參數(shù)。事實(shí)上，建筑的高寬比并非有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的限制范圍，只是在抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)進(jìn)來規(guī)范要求，確保萬無一失。

而抗震建筑的高度應(yīng)有一個(gè)適宜的限度，因?yàn)樵诘卣鹬?，建筑物越高，不可預(yù)測(cè)因素越多，建筑物的高度設(shè)計(jì)的不合理，其安全性能、抗震能力等都得不到保證，合理的設(shè)計(jì)建筑物的高度很是關(guān)鍵。

(三)正確合理的選擇材料

單純從抗震角度考慮，建筑材料應(yīng)具備質(zhì)地輕、質(zhì)地均勻、抗震性能強(qiáng)的條件。其中鋼結(jié)構(gòu)和混凝土材料較符合抗震要求。

目前來說，鋼結(jié)構(gòu)是所有材料中最符合抗震設(shè)計(jì)的要求，其質(zhì)地輕，材料均勻，具有很好的延展性，美中不足的是鋼的材料費(fèi)用及維護(hù)費(fèi)用較高，在經(jīng)濟(jì)方面不合理。

而混凝土結(jié)構(gòu)相對(duì)來說價(jià)格公道結(jié)構(gòu)的整體性能也較合理，但它也有難以解決的漏洞：該材料可以抗短時(shí)地震，當(dāng)時(shí)無法承受長(zhǎng)時(shí)間的地震沖擊，長(zhǎng)時(shí)間的沖擊力會(huì)使混凝土開裂，產(chǎn)生無法修復(fù)的損傷，無法保證建筑的絕對(duì)安全。

若能合理的搭配鋼材料和混凝土材料的比例，既能達(dá)到抗震效果，又能確保經(jīng)濟(jì)上合理。

三、加強(qiáng)建筑抗震的策略

(一)選擇適宜的建筑場(chǎng)所

應(yīng)選擇較平坦的，對(duì)抗震有利的場(chǎng)地構(gòu)建房屋，避開地質(zhì)松軟，地勢(shì)較洼，鄰水，斜坡等不利地勢(shì)。還應(yīng)盡量保證地基性質(zhì)的一致，檢測(cè)土質(zhì)的黏性，剛度等因素，保證地基均勻，堅(jiān)固。

(二)選擇適宜的結(jié)構(gòu)布置

首先從抗震角度考慮，選擇一種最合適的結(jié)構(gòu)形式，其次從防震程度，房屋高寬度，材料，場(chǎng)地等多方面因素來綜合考慮，盡可能保證構(gòu)件之間的連接完整，合理，流暢，堅(jiān)固力求最大可能的發(fā)揮建筑材料的作用。

(三)合理的外形布置

建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能做到簡(jiǎn)單，層次分明，結(jié)構(gòu)布置應(yīng)符合抗震設(shè)計(jì)的要求，對(duì)建筑的薄弱部位加強(qiáng)措施，保證建筑外形規(guī)則簡(jiǎn)單。還應(yīng)嚴(yán)格遵守高寬比要求，保證建筑的抗震性能。

(四)設(shè)置多道抗震防線

設(shè)置多道抗震防線可避免因部分結(jié)構(gòu)遭到破壞而使整個(gè)建筑喪失抗震能力。設(shè)置多道防線應(yīng)滿足一下要求：第一道防線應(yīng)盡量選擇較好的抗震構(gòu)件，從而使其盡可能的吸收地震的破壞力，其次第二道第三道防線再發(fā)揮相應(yīng)的作用，這種多層次防護(hù)體系有效的提高了建筑物的整體安全性。

四、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的重要意義

(一)減輕地震災(zāi)害的破壞程度

建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)是通過加固建筑和建立防護(hù)來減少破壞的一種方法。保證建筑物在地震中將損失降到最低，減少人員傷亡，最大程度的保證了人們的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全。

(二)做好震前防御

建筑防震是地震預(yù)防工作中的最有效的措施，研究表明地震中房屋倒塌是威脅人們生命安全的最大因素，發(fā)生地震時(shí)大多數(shù)人都在室內(nèi)，建筑安全才能保證人們安全，建筑結(jié)構(gòu)防震設(shè)計(jì)對(duì)抵御地震災(zāi)害具有里程碑的意義。

(三)為防震設(shè)計(jì)提供依據(jù)

數(shù)據(jù)證明在地震中由于建筑物的破壞造成人員傷亡的比例超過了百分之九十，具有防震設(shè)計(jì)的建筑在地震中有效的減少了人員傷亡的比例，這些數(shù)據(jù)參數(shù)是防震設(shè)計(jì)的一個(gè)重要依據(jù)。

五、建筑結(jié)構(gòu)防震設(shè)計(jì)的前景發(fā)展

建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的特點(diǎn)由單一向完整性過渡，這種發(fā)展趨勢(shì)更加合理。隨著當(dāng)今科技水平的提高和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)更加科學(xué)，安全，合理。近些年來自然災(zāi)害頻發(fā)，人們對(duì)自身安全也憂心忡忡，建筑物的抗震設(shè)計(jì)也顯得日益迫切。現(xiàn)近，建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)影響在日益增大，引起了國內(nèi)外眾多人士的高度重視，目前的模擬抗震實(shí)驗(yàn)也獲得了初步成功，得到了廣泛應(yīng)用。

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