基于加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力的設(shè)計(jì)思想和方法探討

謝小鋒

【摘 要】文章通過筆者的工作實(shí)踐和總結(jié)，簡要地總結(jié)了建筑結(jié)構(gòu)受地震力影響時(shí)的破壞形式，從中就建筑結(jié)構(gòu)的選型與布置進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上，針對加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力的設(shè)計(jì)思想和方法進(jìn)行了詳細(xì)地探討與研究，旨在為了提高建筑結(jié)構(gòu)抗地震性能，確保建筑結(jié)構(gòu)抗的耐久性和安全性。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)；抗地震倒塌能力；設(shè)計(jì)思想；方法

地震災(zāi)害是人類生存中重大的災(zāi)難，且具有難以預(yù)見性，其災(zāi)害后果嚴(yán)重，對于社會影響較大。在地震災(zāi)害發(fā)生時(shí)，很容易造成房屋建筑發(fā)生倒塌，給人們帶來生命財(cái)產(chǎn)的損失。為此，在房屋建筑設(shè)計(jì)中，需要加強(qiáng)房屋的建筑抗地震倒塌能力。近年來，隨著地震災(zāi)害的頻繁出現(xiàn)，從中給房屋建筑抗地震倒塌設(shè)計(jì)帶來了一定的挑戰(zhàn)。因此，在房屋建筑設(shè)計(jì)時(shí)，需要加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力的設(shè)計(jì)思想和方法，以保證整體建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，減少地震災(zāi)害的發(fā)生。

1 建筑結(jié)構(gòu)受地震力影響時(shí)的破壞形式

地震是一種常見的自然災(zāi)害現(xiàn)象，將會影響到建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。因此，在地震災(zāi)害中，地震力對建筑結(jié)構(gòu)的破壞有以下幾點(diǎn)形式：

第一，地對建筑結(jié)構(gòu)地基的破壞。當(dāng)?shù)卣馂?zāi)害來臨時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)的很多部分都會受到影響，比如地基的土質(zhì)、巖層的結(jié)構(gòu)等。如果地震所產(chǎn)生的的力的加速度比較小或者地質(zhì)比較堅(jiān)硬時(shí)，往往會對土層以及各種巖石產(chǎn)生比較大的作用，使其變形，最終表現(xiàn)出來的形式就是地基遭受到一些損害，影響了建筑結(jié)構(gòu)的整體性能，比如建筑結(jié)構(gòu)下沉、傾斜等，都有可能出現(xiàn)。

第二，造成建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生上下顛簸的現(xiàn)象。地震中的縱波是地震的重要部分，縱波是一種上下震動(dòng)的波動(dòng)形式，作用在建筑結(jié)構(gòu)上，往往會引起建筑結(jié)構(gòu)的上下顛簸。在建筑結(jié)構(gòu) 的設(shè)計(jì)中，如果縱向的穩(wěn)定性不夠牢固，那么受到地震力的影響就會很大。建筑結(jié)構(gòu)的上下顛簸會導(dǎo)致底層的柱子與建筑物的墻體之間的荷載增大，最后超過相應(yīng)的承受能力，導(dǎo)致建筑物的倒塌。

第三，引起建筑物、在橫向方向上的擺動(dòng)。出現(xiàn)這種情況主要是由于地震力的橫波作用導(dǎo)致的，地震力中的橫波作用在建筑物中就相當(dāng)于在水平方向上對建筑物施加一個(gè)力， 當(dāng)這個(gè)力超過了建筑物橫向上的最大承受力，往往會導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)傾斜或者倒塌。

第四，引起建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)水平或豎直方向上的扭轉(zhuǎn)。由于橫波與縱波的共同作用，會形成一種旋轉(zhuǎn)的地震力，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)繞著縱向或者橫向方向進(jìn)行扭轉(zhuǎn)，這種扭轉(zhuǎn)力對建筑結(jié)構(gòu)的影響很大，往往會導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)的變形，最終出現(xiàn)倒塌等現(xiàn)象。

2 建筑結(jié)構(gòu)的選型與布置

2.1 建筑結(jié)構(gòu)的選型

在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)選型時(shí)，需要把握好整體建筑結(jié)構(gòu)的功能、環(huán)境、抗震性等方面的因素，從中優(yōu)選出合理的結(jié)構(gòu)體系。通常來說，在建筑結(jié)構(gòu)的選型時(shí)，大部分人都會采用“弱梁強(qiáng)肢”的原則，不僅可以提高建筑物的抗震性能，減少建筑結(jié)構(gòu)受力，而且可以有效的縮短施工周期，減少建筑材料的消耗。然而，這種施工方式要求施工方具有專業(yè)技術(shù)能力，因此成為了未來建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的首選方式，同時(shí)確保建筑的整體抗震抗倒塌性能。在房屋建筑結(jié)構(gòu)的選型上，應(yīng)結(jié)合建筑的自身特點(diǎn)，優(yōu)選合理的建筑結(jié)構(gòu)方案。

2.2 建筑結(jié)構(gòu)布置

在建筑結(jié)構(gòu)的選型之后，應(yīng)對整體建筑結(jié)構(gòu)的體系進(jìn)行合理的設(shè)置。在房屋結(jié)構(gòu)布置的過程中，需要確保整體承重結(jié)構(gòu)的布置均勻，具有良好的規(guī)則性，避免出現(xiàn)外挑或內(nèi)收等問題，并且保證結(jié)構(gòu)側(cè)向的剛度。通常而言，厚層側(cè)向剛度應(yīng)不小于70% 的上部鄰近樓層側(cè)向剛度。隊(duì)此之外，還需要確保整體結(jié)構(gòu)的承載力和變形力，盡量避免由于部分構(gòu)件出現(xiàn)問題而造成對整體結(jié)構(gòu)的承重力的影響。對于建筑結(jié)構(gòu)中的薄弱部位，需要做好扭轉(zhuǎn)效應(yīng)與局部變形情況的預(yù)防措施。在布置水平與縱向結(jié)構(gòu)承載力與剛度時(shí)，需要保證分配合理，避免出現(xiàn)連續(xù)倒塌現(xiàn)象。

3 加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力的設(shè)計(jì)思想和方法

隨著地震災(zāi)害的頻繁出現(xiàn)，因此在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力的設(shè)計(jì)，以提高建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力，具體方法主要包括以下幾個(gè)方面：

3.1 改變總體的設(shè)計(jì)理念，加強(qiáng)質(zhì)量控制力度

在現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)中，需要充分考慮到建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，提需提高建筑結(jié)構(gòu)的抗地震倒能力，同時(shí)要加強(qiáng)設(shè)計(jì)人員的抗震意識。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)要盡量選用平面對稱、體系剛度和承載能力連續(xù)變化、質(zhì)量變化合適的建筑設(shè)計(jì)方案。除此之外，在建筑施工方面，應(yīng)控制好建筑施工隊(duì)伍的施工水平和質(zhì)量，以提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力。在實(shí)際的施工過程中，要加強(qiáng)對施工隊(duì)伍的質(zhì)量控制，把好質(zhì)量關(guān)。建筑施工單位應(yīng)該要嚴(yán)格地按照相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范規(guī)進(jìn)行施工，嚴(yán)格執(zhí)行具體的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力。

3.2 優(yōu)選建建筑場地及材料

建筑結(jié)構(gòu)場地的合理選擇也是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗地震災(zāi)害的組成部分。所以在選擇建筑結(jié)構(gòu)場地中，應(yīng)盡量避免選擇已發(fā)生崩塌的山崖、泥石流地帶，可以盡量避免地震災(zāi)害的出現(xiàn)，在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)前，要對選址進(jìn)行全面的勘察，充分調(diào)查建筑地的實(shí)際地質(zhì)情況，并且選擇合理的建筑場地，避開地震斷層帶，以防止地震力對建筑結(jié)構(gòu)帶來影響。在選擇建筑材料方面，需要選擇抗震性能比較好的材料。當(dāng)前有的施工單位為了保證利益在材料的選擇以及使用方面往往出現(xiàn)一些偷工減料的不合格現(xiàn)象，并沒有選擇具有良好抗震能力的材料進(jìn)行施工，從而大大地降低建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及抗震能力。因此，為了提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，要嚴(yán)把材料的選擇關(guān)，對一些不合格的材料嚴(yán)禁進(jìn)入施工現(xiàn)場。

3.3 提高建筑結(jié)構(gòu)的局部的抗震能力

地震對建筑結(jié)構(gòu)的破壞，通常是由地震波的三種傳播方式引起的，其中，縱波對建筑結(jié)構(gòu)的影響較小，橫波對建筑結(jié)構(gòu)的影響和破壞力較大，因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，要確保建筑的主體結(jié)構(gòu)以及其他構(gòu)件之間的連接性和可靠性，以滿足相應(yīng)的要求。同時(shí)，需要高度重視建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及思想方面，加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的主體及其他構(gòu)件的連接，以加強(qiáng)對局部的抗震能力的提升，減少地震災(zāi)害對建筑結(jié)構(gòu)的影響。

3.4 采用降低能量減震法

傳統(tǒng)的減震技術(shù)一般是利用建筑結(jié)構(gòu)對地震的一種延性耗散來降低地震力對建筑結(jié)構(gòu)的影響。而在現(xiàn)代化的建筑設(shè)計(jì)中，傳統(tǒng)的減震技術(shù)發(fā)生了改變，建筑抗震能力的加強(qiáng)一般是通過增加建筑結(jié)構(gòu)的附加阻尼來減少建筑結(jié)構(gòu)受地震的影響。這種技術(shù)的適用范圍十分廣泛，對于當(dāng)前的很多建筑結(jié)構(gòu)都比較適用，比如當(dāng)前的鋼結(jié)構(gòu)建筑、混凝土結(jié)構(gòu)建筑等，這種抗震原理都是比較適用的?，F(xiàn)代結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震技術(shù)的實(shí)際效果關(guān)系到選用的裝置，這種技術(shù)的裝置分為2種形式，即滯回型和粘滯型，根據(jù)不同的原理選用不同的裝置類型，這種技術(shù)在裝置中得到廣泛的使用，如摩擦阻尼器、粘滯阻尼器等。地震能力的元件的降低通常與建筑結(jié)構(gòu)相關(guān)連，當(dāng)?shù)卣饋砼R時(shí)往往可以降低地震力，從中可以減輕對建筑結(jié)構(gòu)的影響。而在工程實(shí)踐中，由于主體結(jié)構(gòu)的變形對減震元件的效果帶來影響的現(xiàn)象是不能避免的。

4 結(jié)語

綜上所述，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，要提高整體建筑結(jié)構(gòu)的抗震與抗倒塌能力，就需要對地震破壞原理進(jìn)行全面、準(zhǔn)確的分析，從中采取合理的結(jié)構(gòu)體系及布置形式，再結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件設(shè)計(jì)、延性設(shè)計(jì)及多道防線設(shè)置等方面的設(shè)計(jì)要素，對整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而保證房屋建筑具有足夠的抗地震倒塌能力。

【參考文獻(xiàn)】

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