大跨度結(jié)構(gòu)工程防震設(shè)計(jì)思路及實(shí)施要點(diǎn)思考

昆明建設(shè)咨詢監(jiān)理有限公司 云南省昆明市

摘要：近些年發(fā)展以來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展突飛猛進(jìn)，建筑行業(yè)也得以快速發(fā)展，我國(guó)大跨度結(jié)構(gòu)工程逐漸被廣泛應(yīng)用。例如：社會(huì)基礎(chǔ)措施、體育館以及電影院等等。大跨度結(jié)構(gòu)防震設(shè)計(jì)是工程設(shè)計(jì)之關(guān)鍵，文章分析了大跨度防震設(shè)計(jì)思路以及實(shí)施的技術(shù)。

關(guān)鍵詞：大跨度結(jié)構(gòu)；防震工程；實(shí)施要點(diǎn)

一、前言

地震屬于自然災(zāi)害，突發(fā)性強(qiáng)，破壞性大，建筑物在突如其來(lái)的地震災(zāi)害面前，只能被毀壞。大闊度的結(jié)構(gòu)工程，覆蓋面積比較大，一旦遇見(jiàn)地震，帶來(lái)的破壞面積更大。在進(jìn)行大跨度結(jié)構(gòu)工程實(shí)施之前，需要充分了解防震設(shè)計(jì)，做好相關(guān)防震測(cè)試工作。

二、大跨度結(jié)構(gòu)工程防震設(shè)計(jì)方法

第一，時(shí)程分析法。該方法是在點(diǎn)子信息技術(shù)背景下產(chǎn)生的，綜合運(yùn)用了實(shí)驗(yàn)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，是一種新型分析方法，使用該方法之前，選擇一定的地震波，將收集到的地震波熟知直接輸入設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)程序中，再對(duì)結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)微分方程進(jìn)行精準(zhǔn)積分分析，得到了在地震時(shí)程內(nèi)具體的地震反應(yīng)數(shù)據(jù)。這種方法被廣泛使用于不規(guī)則建筑抗震計(jì)算分析中，這是一種完全動(dòng)力法，計(jì)算量非常大。但是計(jì)算精度非常高，使用該方法，確定出兩個(gè)步驟，逐步積分法以及振型分解法。這是時(shí)程分析法的分類。不同的方法具有不同的分析效果，也會(huì)得出不不同的分析結(jié)論。舉個(gè)例子進(jìn)行說(shuō)明：?jiǎn)钨|(zhì)點(diǎn)性為案例，按線性加速度方法對(duì)運(yùn)動(dòng)方程進(jìn)行求解，得到最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)值。該方法的使用基本是基于假定基礎(chǔ)上進(jìn)行的，質(zhì)點(diǎn)加速度能夠準(zhǔn)確地反映出一個(gè)微小時(shí)段的變化，這就是積分T時(shí)段內(nèi)的線性變化。假設(shè)已經(jīng)求出了ti時(shí)刻的質(zhì)點(diǎn)地震位移數(shù)值a，速度ti，加速度ti，現(xiàn)在要求出經(jīng)過(guò)時(shí)段t之后的位移數(shù)值以及速度和加速度數(shù)值。線性的加速度可以使用質(zhì)點(diǎn)的加速度來(lái)表示，在根據(jù)時(shí)刻劃分出泰勒級(jí)數(shù)，于是就可以計(jì)算出最終的數(shù)值。第二，底部剪力法。這是一種模擬靜力法，直接將地震看成是靜力負(fù)荷，直接計(jì)算出建筑物承受地震最大壓力反應(yīng)。這個(gè)方法計(jì)算量比較少，計(jì)算過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)忽略高階振型，使得計(jì)算結(jié)果受到影響，降低了精度值。第三，反應(yīng)譜法，借助反應(yīng)譜法理論以及分解原理進(jìn)行計(jì)算，得出最大值地震反應(yīng)值，這是一種全新的模擬動(dòng)力法，計(jì)算量非常大，但是計(jì)算精度很高，有效避免計(jì)算誤差。剛性比，抗震設(shè)計(jì)要求，樓層間的側(cè)向剛度不能小于相鄰樓層側(cè)向剛度的70%，對(duì)相鄰的兩個(gè)樓層應(yīng)該使用平均值進(jìn)行計(jì)算，更加剪切剛度和位移比，計(jì)算最終結(jié)果。這能滿足層間剛度需求，實(shí)現(xiàn)無(wú)薄弱層設(shè)計(jì)。

三、大跨度結(jié)構(gòu)工程的抗震設(shè)計(jì)

大跨度結(jié)構(gòu)工程在我國(guó)得到較快發(fā)展，尤其是在各個(gè)城市里都有看到其身影。然而，尤其結(jié)構(gòu)工程具有的特殊性，防震設(shè)計(jì)整體施工有其難點(diǎn)。在保障地震發(fā)生時(shí)，大跨度建筑結(jié)構(gòu)損壞的程度能在控制在預(yù)計(jì)范圍內(nèi)，后期在進(jìn)行修補(bǔ)。一般而言，我國(guó)國(guó)內(nèi)大跨度防震設(shè)計(jì)主要分為兩個(gè)階段執(zhí)行的。一是選擇合理的設(shè)計(jì)方案，二是在抗震設(shè)計(jì)階段，做好抗震值計(jì)算。根據(jù)數(shù)值恰當(dāng)設(shè)計(jì)出合適的抗震設(shè)計(jì)方案。

（一）選擇合適的抗震方案

眾所周知，地震災(zāi)害發(fā)生是難以預(yù)測(cè)的，也難以得到控制的。因此，在防震設(shè)計(jì)中，大跨度建筑設(shè)計(jì)尤為重要。當(dāng)前，抗震設(shè)計(jì)主要分為概念設(shè)計(jì)以及計(jì)算設(shè)計(jì)兩種。其中，計(jì)算設(shè)計(jì)是根據(jù)計(jì)算模型進(jìn)行假定設(shè)計(jì)和設(shè)想的，與實(shí)際抗震情況有一定的差異。如果想要完全依賴于模型數(shù)值，這是較為不可靠的。針對(duì)于概念設(shè)計(jì)而言，為了保障建筑設(shè)計(jì)抗震性能和水平，充分考慮到工程預(yù)算問(wèn)題，應(yīng)該做好塑性部位考慮，在上下連接結(jié)構(gòu)部位進(jìn)行設(shè)計(jì)。當(dāng)概念設(shè)計(jì)開(kāi)展之前，加強(qiáng)研究，做好整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分析出最薄弱的抗震部分，再進(jìn)行合適調(diào)整，才能保障抗震設(shè)計(jì)效果最佳。

（二）做好延展性抗震設(shè)計(jì)

進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)方案分析之后，應(yīng)該從其延展性層面做好抗震設(shè)計(jì)，主要有兩個(gè)方面。一是根據(jù)預(yù)期的存在塑性鉸位置，認(rèn)真做好配筋。二是對(duì)整個(gè)大跨度結(jié)構(gòu)工程開(kāi)展抗震性能分析，做好驗(yàn)算以及測(cè)試工作，確定出大跨度結(jié)構(gòu)抗震安全、可靠。另外，大跨度工程減震、隔震設(shè)計(jì)也至關(guān)重要。當(dāng)前，建筑工程選擇的是抗震手段實(shí)現(xiàn)隔震和減震設(shè)計(jì)需求。這項(xiàng)技術(shù)不僅能獲取良好的抗震效益，而且我是最為經(jīng)濟(jì)和科學(xué)的方案。隔震設(shè)計(jì)情況主要為：第一，大跨度結(jié)構(gòu)，主要是呈現(xiàn)剛性的，而且剛性度較大，結(jié)構(gòu)自振的周期和頻率都比較小。一旦出現(xiàn)地震，自振的頻率就比較高和頻繁，容易受到損壞。第二，大跨度結(jié)構(gòu)工程，它的布控不夠嚴(yán)格，也不均勻，有地震發(fā)生時(shí)，整體的建筑穩(wěn)定性會(huì)受到影響。同時(shí)，當(dāng)?shù)卣鹉芰款A(yù)測(cè)加速時(shí)，一般都是高頻率的分量，卻忽視了低頻分量，這種設(shè)計(jì)方式不僅無(wú)法起到抗震效果，而且針對(duì)性也很差。甚至是否是使用隔震設(shè)計(jì)或者是減震設(shè)計(jì)都分不清楚。面對(duì)該問(wèn)題，理當(dāng)借助建筑結(jié)構(gòu)振型的周期加大，保障建筑結(jié)構(gòu)耗震影響較小，最終降低地震對(duì)大跨度工程破壞。

（三）斜撐體系是當(dāng)前抗震

斜撐體系是當(dāng)前抗震研究之關(guān)鍵，使用該抗震體系，對(duì)降低造價(jià)有重要影響。結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)建在建筑中發(fā)揮出承擔(dān)豎向力作用。當(dāng)進(jìn)行水平力承擔(dān)時(shí)，構(gòu)建會(huì)彎曲。因此，需要更大的橫截尺寸來(lái)支撐，這不是經(jīng)濟(jì)的辦法，只能會(huì)增加經(jīng)費(fèi)支出，加大造價(jià)。通常情況下基建項(xiàng)目的管理是把項(xiàng)目造價(jià)、項(xiàng)目進(jìn)度以及項(xiàng)目質(zhì)量交由基建、審計(jì)、財(cái)務(wù)等不同部門分別進(jìn)行管理，當(dāng)建筑物提升抗震強(qiáng)度時(shí)，造價(jià)的預(yù)算方式將有新的改變。且傳統(tǒng)項(xiàng)目造價(jià)控制方法往往是控制項(xiàng)目造價(jià)的竣工結(jié)算。這樣的管理機(jī)制不能很好的把三者有機(jī)結(jié)合起來(lái)進(jìn)行全面考慮。

結(jié)束語(yǔ)

眾所周知，地震災(zāi)害是重要的自然災(zāi)害，由于其具有的突發(fā)性、破壞性以及影響范圍大等等因素。對(duì)我國(guó)建筑工程有著重要影響。近些年發(fā)展以來(lái)，我國(guó)大跨度的結(jié)構(gòu)工程大量出現(xiàn)，這些工程的投資大，實(shí)用性強(qiáng)。大跨度工程設(shè)計(jì)時(shí)，需要做好分析工作、從建設(shè)選址，設(shè)計(jì)可行性的科學(xué)方案以及減震、隔震設(shè)計(jì)上都要做好工作，才能保障大跨度結(jié)構(gòu)工程抗震安全、可靠。

參考文獻(xiàn)：

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[2]黃傳剛.淺談大跨度結(jié)構(gòu)工程結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的運(yùn)用分析[J].《科技創(chuàng)業(yè)家 》 -2013年14期

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[4]王志杰.從唐山震后恢復(fù)生產(chǎn)30周年設(shè)計(jì)回訪談結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)[J].《煤炭工程》 PKU -2008年7期，

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（1）建筑消防設(shè)計(jì)原則

本項(xiàng)目建筑防火設(shè)計(jì)原則是根據(jù)國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范，從總平面布局、建筑平面布局、細(xì)部構(gòu)造、設(shè)備等各方面統(tǒng)籌考慮，全面滿足防火規(guī)范要求。

（2）消防設(shè)計(jì)方案

a.基地共設(shè)兩個(gè)出入口與城市道路相連接，內(nèi)部沿建筑外圍設(shè)環(huán)形消防車道，消防車道均可到達(dá)每個(gè)建筑。

B.規(guī)劃中，各建筑間距滿足防火間距要求，且各建筑安全疏散出口均不少于2個(gè)，安全疏散距離及疏散寬度等嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家現(xiàn)行規(guī)范。

5.7 綠化景觀系統(tǒng)

整個(gè)基地主要采用園林式布局，在主入口處設(shè)置綠化花園，建少城市道路交通噪音的干擾，基地內(nèi)部通過(guò)單體的造型和空間限定，并結(jié)合場(chǎng)地原有果樹(shù)綜合考慮，將建筑置身于生態(tài)園林的大環(huán)境之中，以綠化景觀中心為主要元素，通過(guò)道路綠化，與個(gè)建筑的庭院綠化聯(lián)為一體，創(chuàng)造出層次豐富的景觀空間。

6 結(jié)束語(yǔ)

總平面規(guī)劃設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，即使是一棟建筑物也要研究總平面規(guī)劃的問(wèn)題，在規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)如何充分利用場(chǎng)地現(xiàn)狀資源，減少不利因素影響，完善規(guī)劃方案成為建筑師首要解決的問(wèn)題。對(duì)于建筑總體布局應(yīng)必須處理好建筑與現(xiàn)狀環(huán)境、地形道路、綠化、相鄰建筑等之間的關(guān)系，做到分區(qū)明確、布局合理、聯(lián)系方便，才能規(guī)劃出更具人性化、出色的方案，實(shí)現(xiàn)民用建筑的可持續(xù)發(fā)展策略。

參考文獻(xiàn)：

[1] 全國(guó)民用建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施（規(guī)劃·建筑·景觀）2009，中國(guó)計(jì)劃出版社

[2] 民用建筑場(chǎng)地設(shè)計(jì)，中國(guó)建筑工業(yè)出版社