民用建筑工程中的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

文/張有為 大地建筑事務(wù)所（國(guó)際） 北京 100195

楊培培 北京森磊源建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)有限公司 北京 100044

國(guó)內(nèi)建筑工程的設(shè)計(jì)技術(shù)在不斷發(fā)展，現(xiàn)代國(guó)民對(duì)于民用建筑的審美越發(fā)重視，建筑工程設(shè)計(jì)師需要考慮到國(guó)民的審美問題設(shè)計(jì)出新穎的外形設(shè)計(jì)，同時(shí)要兼顧民用建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這種當(dāng)代背景下對(duì)相關(guān)的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員形成一定程度的挑戰(zhàn)，對(duì)于抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)技術(shù)也在不斷改革，本文基于此展開研究，希望能對(duì)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員提供參考性幫助，讓民用建筑工程能夠擁有符合現(xiàn)行規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，促進(jìn)民用建筑工程產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提高工程質(zhì)量。

1、民用建筑工程中抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則

1.1 協(xié)調(diào)結(jié)構(gòu)與建筑設(shè)計(jì)

抗震設(shè)計(jì)需要結(jié)構(gòu)工程師擁有專業(yè)抗震知識(shí)水準(zhǔn)，雖然因?qū)I(yè)分工不同，抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員比建筑設(shè)計(jì)師對(duì)于抗震知識(shí)更加了解[1]。基于此就需要抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在對(duì)民用建筑工程的建筑物平面設(shè)計(jì)方面能夠?qū)ㄖO(shè)計(jì)師起到幫助作用，協(xié)助建筑工程師采取合理適當(dāng)?shù)姆椒ㄕ{(diào)整建筑物，讓工程平面圖擁有完善的抗震功能與精致得體的外觀，讓結(jié)構(gòu)既可以達(dá)到工程中對(duì)抗震功能的需求，同時(shí)也要讓建筑結(jié)構(gòu)平面形狀簡(jiǎn)單、對(duì)稱，減少扭轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)的豎向布置力求剛度變化均勻，豎向抗壓能力構(gòu)件的平面尺寸與材質(zhì)能夠自下而上適應(yīng)性縮小，防止抗側(cè)力構(gòu)件的側(cè)向剛度發(fā)生本質(zhì)變化。

1.2 規(guī)避不利的地質(zhì)區(qū)域

工程建筑物的整體質(zhì)量與地基質(zhì)量有直接的聯(lián)系，當(dāng)?shù)鼗|(zhì)量不符合施工標(biāo)準(zhǔn)時(shí)就會(huì)對(duì)工程建筑物的整體質(zhì)量造成嚴(yán)重影響，因此需要對(duì)工程施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格的探測(cè)，首先要了解該地區(qū)的地震活動(dòng)規(guī)律，收集該地區(qū)的地質(zhì)活動(dòng)與地震活動(dòng)的相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行科學(xué)的分析與研究，對(duì)具備抗震能力的地質(zhì)區(qū)域與不穩(wěn)定的危險(xiǎn)區(qū)域，在對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)區(qū)域進(jìn)行地質(zhì)檢測(cè)時(shí)可以聘請(qǐng)正規(guī)的地質(zhì)探測(cè)部門[2]。尤其是頻發(fā)地震的危險(xiǎn)區(qū)域，在地震過后不光會(huì)造成地質(zhì)結(jié)構(gòu)的損壞，也會(huì)產(chǎn)生地表的改易與地裂情況，導(dǎo)致地底的土壤出現(xiàn)沉降的情況，同時(shí)也會(huì)讓工程地基出現(xiàn)砂土液化、滑坡的情況，因此需要盡力規(guī)避危險(xiǎn)的地質(zhì)區(qū)域，減少工程成本并且提高工程質(zhì)量。

1.3 合理選擇結(jié)構(gòu)體系

在民用建筑工程的施工過程中應(yīng)當(dāng)由專業(yè)的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員合理選擇結(jié)構(gòu)體系，首先應(yīng)當(dāng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行探查，其次要對(duì)地質(zhì)、工程周邊環(huán)境、建筑物的高度、抗震結(jié)構(gòu)重要程度，抗震結(jié)構(gòu)烈度，施工設(shè)備等因素進(jìn)行整理，通過技術(shù)層面與科學(xué)層面的分析得出合理的抗震結(jié)構(gòu)體系，這種抗震結(jié)構(gòu)體系需要根據(jù)計(jì)算簡(jiǎn)圖來進(jìn)行計(jì)算，判斷是否合理，最終需要了解力的傳遞方式，正確的分配調(diào)節(jié)內(nèi)力，為容易遭到地震威脅的防震構(gòu)件進(jìn)一步提升抗震能力，在防震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中一定要選取最合適施工現(xiàn)場(chǎng)及地質(zhì)條件的防震結(jié)構(gòu)體系，通過嚴(yán)加管理與監(jiān)督，讓工程在施工過程中做好正確的防震措施，采取科學(xué)的防震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

2、民用建筑工程中的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 強(qiáng)剪弱彎

剪切破壞所產(chǎn)生破壞能力是不具備延伸性的，因此當(dāng)抗震結(jié)構(gòu)出現(xiàn)剪切破損的部分就會(huì)喪失抗震能力。如果在抗震結(jié)構(gòu)的柱端出現(xiàn)剪切破損嚴(yán)重的情況就會(huì)讓建筑物局部或整體的抗震結(jié)構(gòu)產(chǎn)生坍塌。國(guó)內(nèi)的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員為此研發(fā)了一種方式來解決這種問題：需要利用人力的手段來對(duì)柱端與建筑物抗震結(jié)構(gòu)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行綜合抗剪能力的提升，這種手段會(huì)讓抗震結(jié)構(gòu)具備交叉剛性變形，防止抗震結(jié)構(gòu)其余構(gòu)件在抵抗地震的情況下遭到破壞。

2.2 強(qiáng)柱弱梁

通過人力的方式來提升柱端與梁端的抗彎曲能力，保證鋼筋混凝土在遭受地震期間能夠讓梁端塑性起到效果。原本梁端是剛接，當(dāng)受到外力擠壓時(shí)，鋼筋被拉伸過多，梁就有可以轉(zhuǎn)動(dòng)的空間，利用人力推動(dòng)的調(diào)節(jié)讓地震期間最先起到作用的是梁端塑性，最晚起到作用的是柱端塑性，通過最大非線性的無疑程度？對(duì)塑性進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，通過這種手段來保證框架結(jié)構(gòu)的平穩(wěn)性能與塑性的基本性能，保障建筑工程的防震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效性。

2.3 抗震延性改造措施

利用有效的抗震構(gòu)造措施能夠保證塑性鉸能夠產(chǎn)生強(qiáng)力的塑性變形能力，從而確保防震結(jié)構(gòu)整體的防震能力，對(duì)于防震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案來說，延性能夠起到至關(guān)重要的作用，為了保障防震結(jié)構(gòu)中具備合理的延性，應(yīng)當(dāng)對(duì)延性的相關(guān)影響要素展開科學(xué)有效的分析，根據(jù)建筑物結(jié)構(gòu)來說，延性能夠造成的影響可分為以下兩方面：一是混凝土的極度壓縮變化會(huì)對(duì)受地震影響區(qū)域的高度產(chǎn)生嚴(yán)重的影響；二是會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)延性造成惡劣的影響并且阻礙防震結(jié)構(gòu)的延伸性能，讓抗震結(jié)構(gòu)失去一定程度的塑性變形性能。根據(jù)以上可知需要對(duì)受控鋼筋的配筋率嚴(yán)格控制，保證受壓鋼筋的有效作用，利用提高箍筋來維持防震結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量。

結(jié)論：

隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，建筑工程的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也越發(fā)重要，不光是因?yàn)榈卣鸪霈F(xiàn)的頻率漸漸上升，也要保障施工工程的整體質(zhì)量。因此需要在民用建筑工程中考慮到周全嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆勒鸾Y(jié)構(gòu)，保障工程施工過程中的效率與建筑物竣工后的整體質(zhì)量，本文基于此展開研究。應(yīng)當(dāng)對(duì)于防震構(gòu)件的抗震性以及抗彎性進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，務(wù)必保證在地震到來時(shí)能夠起到有效的減震、防震效果，從而保障居民的生命安全，并且要確保施工過程中采取先進(jìn)科學(xué)的防震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手段。防止因民用建筑物內(nèi)部質(zhì)量出現(xiàn)問題引發(fā)事故，并且進(jìn)一步避免地震時(shí)出現(xiàn)慘劇。