淺談建筑工程抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計及施工

王曉瑜 鄧志勇

【摘 要】隨著我國建筑科學的不斷發(fā)展，建筑工程的設(shè)計與施工質(zhì)量也越來越高?？拐鹪O(shè)計作為建筑工程的基礎(chǔ)設(shè)計之一，目前越來越引起人們的關(guān)注。在建筑工程的設(shè)計當中應(yīng)當充分的考慮到建筑抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計，從而減少地震等自然災(zāi)害可能帶來的影響，繼而提高建筑的安全性能。

【關(guān)鍵詞】建筑工程；抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工

前言

本文主要對建筑工程抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計時所要考慮的條件和抗震技術(shù)施工的特點進行了分析。

1 抗震結(jié)構(gòu)概述和其必要性

我國是一個地震頻發(fā)國家，地震作為一種不可控制的自然現(xiàn)象對建筑物的破壞更是無法估量，針對這一災(zāi)害的頻繁發(fā)生，在建筑結(jié)構(gòu)中應(yīng)該進行相應(yīng)的抗震設(shè)計，以便減少地震給人們帶來的危害，這也彰顯了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計的重要性。

在建筑設(shè)計，尤其是高層建筑設(shè)計中，做好抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計是非常必要的。在當前經(jīng)濟發(fā)展的帶動下，我國的城市化進程不斷加快，城市規(guī)模的擴大和城市人口的增加使得城市的人地矛盾日益凸顯。在這樣的背景下，高層建筑得到了迅猛發(fā)展，并且迅速成為城市建筑發(fā)展的主流方向。但是，建筑高度越高，其自身的重量也就越大，對于震動的抵抗能力越差，如果高層建筑的設(shè)計還按照普通建筑設(shè)計的方法，一旦遭遇地震，必然會導致建筑的損壞或倒塌，引發(fā)嚴重的后果。因此，在設(shè)計人員應(yīng)該充分重視建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計，確保結(jié)構(gòu)能夠在強度、剛度、延性等方面達到最佳，實現(xiàn)“小震不動、中震可修、大震不倒”的目的，保障建筑的使用安全。因此對建筑物進行抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計是非常必要的。

2 抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中需要考慮的問題

2.1 抗震場地的選擇

總體來說就是在建造時選擇對建筑物抗震有利的地質(zhì)條件來建造，避開如軟化土、砂土液化等土質(zhì)較差地段。如果面臨無法避開不良地段建造的情況時，應(yīng)選擇對建筑物進行抗震加強的設(shè)計措施，采取相應(yīng)的穩(wěn)定措施

2.2 建筑結(jié)構(gòu)體系的合理選擇

應(yīng)當考慮的一個非常重要的問題就是建筑結(jié)構(gòu)體系的選擇合理性，其合理性在安全性方面起著很大的作用，具體設(shè)計如下：

第一，建筑物不會因部分元部件在地震條件下造成的脫落或功能喪失，而導致整體抗震結(jié)構(gòu)功能的喪失。在設(shè)計中應(yīng)充分考慮到贅余度和其內(nèi)力充分配的功能，避免這種情況的發(fā)生。

第二，結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具備對地震的作用力合理分配在建筑物的每一部分的能力，承載能力和可以消耗地震所傳來的能量的能力。在設(shè)計過程中，對豎向構(gòu)件的布置，要考慮到在地震的作用力下，可以把作用力進行水平傳輸，采用鋼筋混凝土機構(gòu)可以滿足需要，其良好的內(nèi)力重分布能力，可以對地震作用力進行很好地吸收和消耗。

第三，機構(gòu)體系應(yīng)具有相應(yīng)的剛強度。也就是整體具有剛強度，不會發(fā)生受力而使部分結(jié)構(gòu)遭到破壞，保護基本節(jié)點的不被破壞，在可能出現(xiàn)薄弱部分的位置，建筑人員應(yīng)采取相應(yīng)的措施，來推高該部分的抗震能力。

3 建筑工程結(jié)構(gòu)杭震控制的技術(shù)分析

3.1 被動控制

被動控制的抗震技術(shù)是在建筑物內(nèi)增加一些子系統(tǒng)，對建筑物的部分結(jié)構(gòu)進行處理和控制，從而達到改變其特性的效果。被動控制的抗震技術(shù)主要分為以下兩種：

（1）基礎(chǔ)隔震：基礎(chǔ)隔震顧名思義就是在建筑物的基礎(chǔ)部分，通過一些結(jié)構(gòu)來阻止和消耗地震的作用力，從而減少建筑物整體的震動?；A(chǔ)隔震技術(shù)具有應(yīng)用廣泛性、設(shè)計結(jié)構(gòu)多樣性和發(fā)展較為迅速的特點，深受目前建造業(yè)的喜愛。

（2）耗能減震：耗能減震技術(shù)就是將建筑物內(nèi)的一些部件改造成耗能的部件，或者裝備一些阻尼器，在平時阻尼器和耗能原件的彈性較大，使建筑物具備側(cè)向剛度；在地震發(fā)生時阻尼器和耗能元件出于非彈性的狀態(tài)，增大的阻尼，可以大大消耗地震傳來的能量，從而保護了建筑物。耗能減震具有安全性高、造價低、合理性強和維護成本低等特點。

3.2 主動控制

目前主要通過外部的能源來實現(xiàn)主動控制的抗震技術(shù)，該技術(shù)原理在建筑物內(nèi)安放檢測設(shè)備，在地震發(fā)生時，設(shè)備將信號傳輸回計算機，通過計算作用力的大小，對建筑物施加和地震作用力方向相反大小相等的作用力，從而穩(wěn)定建筑物。

3.3 半主動控制

半自主控制技術(shù)和自主控制結(jié)構(gòu)不同的是對外部能源的需要，半自主控制技術(shù)使用弱點即可完成，一般是使用蓄電池，通過安放在建筑物內(nèi)的控制機構(gòu)來調(diào)節(jié)建筑物在地震發(fā)生時的各項參數(shù)，達到減震的目的。半自主控制技術(shù)是需要開關(guān)來進行控制的，控制器的狀態(tài)通過開關(guān)來控制，從而達到控制建筑物動力特性的目的。

3.4 混合控制

混合控制的抗震技術(shù)是將主動控制和被動控制進行結(jié)合的一種綜合應(yīng)用技術(shù)。混合控制技術(shù)充分結(jié)合了主動控制和被動控制的優(yōu)點，可以實現(xiàn)被動控制消耗和吸收地震能量的功能，又可主動來控制地震帶來的效果，實際應(yīng)用的效果非常好，混合控制的抗震技術(shù)擁有很好的發(fā)展前景。

4 建筑工程杭震結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工的具體控制措施

4.1 建筑工程抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)的措施

對于設(shè)計階段來說，設(shè)計階段是抗震結(jié)構(gòu)的建立階段，是施工的鋪墊，所以，做好建筑工程的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計是十分關(guān)鍵的。在抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計環(huán)節(jié)，應(yīng)該采取的具體措施如下：（1）合理選擇建筑工程的修建地址，不能再地基基礎(chǔ)差，危險的地質(zhì)條件上修建建筑物。（2）在房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程匯總，要合理選擇抗震防裂的輕度，并進行精確的計算，在這個基礎(chǔ)上，進行合理的設(shè)計。計算是設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，設(shè)計時要充分考慮到概念和計算的雙重作用。（3）建筑的外觀造型、抗側(cè)力結(jié)構(gòu)以及平面布置都會影響到建筑的抗震性能，所以，對于平面不規(guī)則、體型相對復雜的建筑物來說，要設(shè)置合理的防震縫。例如，在抗震度在8度左右時，對于立面高、剛度各異的建筑物來說，應(yīng)該利用防震縫將建筑結(jié)構(gòu)進行分割，成為多個體型比較規(guī)則的獨立部分，能夠有力的減少地震時產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)力。（4）在設(shè)計中，應(yīng)該合理的設(shè)置一定的結(jié)構(gòu)圈梁和構(gòu)造柱。對于不同的建筑物而言，其施工設(shè)計不同。對于橫墻比較小的建筑來說，不宜馬上設(shè)置構(gòu)造柱，而應(yīng)該在增加到適當?shù)膶訑?shù)后設(shè)計。當建筑物的層數(shù)較高，對于橫墻或者縱墻的承重的鋼筋硅樓來說，應(yīng)該合理設(shè)置圈梁。要有力的提高建筑物的剛度和抗剪力，一個重要的方法就是在隔開間或者建筑的每一個開間，分別設(shè)置構(gòu)造柱，在沒有構(gòu)造柱的墻內(nèi)，包括內(nèi)、外縱墻一級屋蓋都要設(shè)置一定數(shù)量的閉合圈梁。如此設(shè)計，使圈梁在平面內(nèi)形成一個閉合的網(wǎng)絡(luò)，與構(gòu)造柱連接，大大提高了墻體的剛度，能夠有效的防倒塌。（5）要注重對于建筑不同部位強度的設(shè)計。對于建筑物的不同部位，對于材料的要求不同，承重墻的強度最大，樓梯間的強度也相對較大，底層的砂漿等級則保持在一般的強度。

4.2 施工階段的抗震施工措施

首先，對于施工來說，施工應(yīng)該根據(jù)圖紙來進行施工，對于每一個參數(shù)都要進行合理的把握，在施工中，根據(jù)不同的施工項目選擇合理的施工技術(shù)，并規(guī)范施工，不能偷工減料。在施工前，要做好施工會用到的材料、經(jīng)費和人員進行具體的統(tǒng)計，特別要把好混凝土等重要材料的質(zhì)量關(guān)，保證鋼圈以及構(gòu)造柱的施工能夠達到強度的要求。對于施工中已出現(xiàn)質(zhì)量問題的環(huán)節(jié)要重點控制，并有專業(yè)的監(jiān)理人員進行監(jiān)理，對于不規(guī)范的施工行為及時的糾正，減少質(zhì)量問題的發(fā)生，切實提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震強度。

5 結(jié)束語

總而言之，對于建筑工程的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工來說，要牢牢把握抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則，選擇合理的參數(shù)，并結(jié)合具體的建筑工程合理設(shè)計抗震縫等抗震結(jié)構(gòu)，在施工中，將設(shè)計落實到實處，按照圖紙施工，并注意每一個環(huán)節(jié)的質(zhì)量把，建設(shè)真正的民心安全工程。

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