提高建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力的設(shè)計(jì)思想與方法

安海龍

摘要：隨著颶風(fēng)、地震等自然災(zāi)害數(shù)量的不斷增加，給建筑的質(zhì)量帶來(lái)了嚴(yán)峻的考驗(yàn)，所以施工單位在進(jìn)行建筑生產(chǎn)過(guò)程中一定要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，提高建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力，并且要做好相應(yīng)的抗地震施工流程，使建筑產(chǎn)品具有高度的抗地震的安全性能，給人們更加安全的保障。本文通過(guò)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力設(shè)計(jì)理念進(jìn)行分析，提出了提升建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力的具體方法。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；抗地震；設(shè)計(jì)思想；方法

隨著近年來(lái)各種地震災(zāi)害的頻繁出現(xiàn)，在建筑設(shè)計(jì)中，加強(qiáng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗地震災(zāi)害能力的提升，是建筑過(guò)程中要考慮的一個(gè)重要方面。地震災(zāi)害會(huì)對(duì)人們的人身財(cái)產(chǎn)安全造成重大損害，而且地震的預(yù)見(jiàn)性和突發(fā)性比較強(qiáng)，雖然會(huì)對(duì)人們?cè)斐删薮蟮呢?fù)面影響，但是卻很難預(yù)防。在出現(xiàn)地震災(zāi)害時(shí)，房屋建筑會(huì)產(chǎn)生破壞性倒塌，如果不能及時(shí)疏散居民，會(huì)對(duì)居民的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)影響。所以在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候一定要努力提升建筑物抗倒塌能力。

一、地震對(duì)建筑物的破壞原理

地震發(fā)生時(shí)會(huì)先產(chǎn)生縱波，既我們感覺(jué)的上下震動(dòng)，這時(shí)對(duì)建筑物的破壞性不大，因?yàn)榻ㄖ锝ㄔ鞎r(shí)為了抵抗地球吸引力，在縱向上的建筑強(qiáng)度是很高的.縱波來(lái)的快，去的也快.縱波過(guò)去后就是橫波，橫波會(huì)緊接著到達(dá)地面并呈現(xiàn)出水平的震動(dòng)方式，能夠?qū)ㄖ镌斐筛蟮钠茐?。在縱波和橫波產(chǎn)生的過(guò)程中會(huì)進(jìn)行融合而產(chǎn)生面波，其產(chǎn)生的波長(zhǎng)較大，震動(dòng)性較強(qiáng)同時(shí)形成的破壞性也最大。在建筑物中，由于受到本身重量的影響而使得不定向的合力增大，在收到合力的強(qiáng)烈沖擊時(shí)，建筑物的結(jié)構(gòu)就會(huì)在受到外力的情況下產(chǎn)生倒塌。

二、建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力設(shè)計(jì)思想

施工單位在進(jìn)行建筑抗震設(shè)計(jì)過(guò)程中，一定要考慮多方面綜合因素，提高建筑物的抗地震倒塌能力。首先從抗震材料的選擇進(jìn)行分析，在進(jìn)行選擇的過(guò)程中必須要充分考慮到材料的受力性、穩(wěn)定性等特點(diǎn)，如果材料質(zhì)量不合格，那建筑物的質(zhì)量也必然會(huì)受到直接影響；其次從設(shè)計(jì)防震防線進(jìn)行分析，在進(jìn)行抗震防線設(shè)計(jì)的過(guò)程中，防線越多，避震效果相對(duì)來(lái)說(shuō)就會(huì)越明顯。大部分強(qiáng)震都會(huì)伴隨著許多隨之而來(lái)的小震，要是只設(shè)計(jì)一道防線，則經(jīng)歷一次強(qiáng)震后產(chǎn)生的伴隨震感仍然會(huì)破壞建筑，經(jīng)過(guò)多次破壞之后，可能會(huì)導(dǎo)致建筑直接垮塌。全部結(jié)構(gòu)體系要保持一定的冗余度，與此同時(shí)，屈服要保持在一定的范圍內(nèi)，尤其要選擇同時(shí)具有較好取延性和剛度的構(gòu)件，以此保證及時(shí)吸收和擴(kuò)散地震力，還要增強(qiáng)自己的抗震能力，防止產(chǎn)生坍塌的現(xiàn)象。最后，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該將重點(diǎn)放在強(qiáng)調(diào)弱勢(shì)部分上，充分保證大幅度提高抗震性。第一，因?yàn)榈卣鹆^(guò)大時(shí)，沒(méi)有設(shè)置高強(qiáng)度的構(gòu)件的儲(chǔ)備，因此必須以研究構(gòu)件受力性為基礎(chǔ)對(duì)弱勢(shì)區(qū)域進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。第二，充分保障在合理的范圍內(nèi)變動(dòng)樓層的實(shí)際受力性和設(shè)計(jì)的受力數(shù)，如果比值發(fā)生改變，那么聚集現(xiàn)象很可能會(huì)發(fā)生。第三，某一小區(qū)域和其他區(qū)域之間的強(qiáng)弱差距不能太大，不然整體結(jié)構(gòu)的剛度和受力性就會(huì)受到損害。第四，設(shè)計(jì)的時(shí)候要合理控制和比較薄弱的區(qū)域，不但要保證其變形的能力足夠，而且還要保證在受到外部因素影響時(shí)不會(huì)產(chǎn)生較大的改變，以此有效的提高建筑的整體抗震能力。

三、提升建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力的方法

1.確保建筑結(jié)構(gòu)延性與規(guī)則性

如果建筑結(jié)構(gòu)受到地震沖擊就會(huì)出現(xiàn)一定程度的變形，這種變形被稱(chēng)之為建筑結(jié)構(gòu)延性。結(jié)構(gòu)的延性可以有效分散地震能量的沖擊，提升建筑物的承載力，如果建筑物正在產(chǎn)生變形，會(huì)降低變形過(guò)量以及結(jié)構(gòu)變脆等負(fù)面問(wèn)題。從近年來(lái)的應(yīng)用效果來(lái)看，可以提升建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力。在延性設(shè)計(jì)時(shí)，可以利用設(shè)置特定區(qū)域的方式，提升建筑結(jié)構(gòu)塑性形變的應(yīng)對(duì)能力。在對(duì)建筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以結(jié)合建筑物結(jié)構(gòu)方面的特點(diǎn)，盡量少用不規(guī)則設(shè)計(jì)方案，不規(guī)則設(shè)計(jì)方案與規(guī)則設(shè)計(jì)方案相比，在對(duì)稱(chēng)性與抗震性等方面都存在比較明顯的問(wèn)題，保證房屋結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性，也是可以有效提升建筑結(jié)構(gòu)抗震能力的方式之一，且不會(huì)出現(xiàn)偏心等情況。

2.嚴(yán)把抗震材料質(zhì)量關(guān)

建筑材料不同其產(chǎn)生的抗震性能也會(huì)有所差異。在建筑施工過(guò)程中使用的混凝土、石頭等材料由于本身具有較大的脆性，因此在地震的過(guò)程中容易受到破壞。在針對(duì)抗震建筑材料的研究中，不同的材料的抗震性能由強(qiáng)到弱依次分為：磚石砌體結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、木質(zhì)結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需要綜合考慮防火、保暖等性能，在建筑結(jié)構(gòu)中使用具有穩(wěn)固性的鋼結(jié)構(gòu)和木質(zhì)結(jié)構(gòu)，保證建筑物在地震中能夠保持一定的穩(wěn)定性。

3.做好建筑結(jié)構(gòu)減震處理

傳統(tǒng)的減震技術(shù)往往是利用建筑結(jié)構(gòu)本身對(duì)地震的一種延性耗散來(lái)降低地震力對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響，在現(xiàn)代化的建筑設(shè)計(jì)中，傳統(tǒng)的減震技術(shù)要發(fā)生相應(yīng)的改變，在現(xiàn)代化的設(shè)計(jì)中，建筑抗震能力的加強(qiáng)一般是通過(guò)增加建筑結(jié)構(gòu)的附加阻尼來(lái)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(duì)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。現(xiàn)代設(shè)計(jì)中的抗震技術(shù)的實(shí)際效果還與選用的裝置之間有密切的聯(lián)系，這種技術(shù)的裝置有滯回型和粘滯型，根據(jù)原理的不同分為不同的裝置類(lèi)型，應(yīng)用這種技術(shù)的裝置有很多，比如摩擦阻尼器、粘滯阻尼器等。降低地震能力的元件一般都是和建筑結(jié)構(gòu)連在一起的，當(dāng)?shù)卣饋?lái)臨時(shí)往往能夠?qū)Φ卣鹆M(jìn)行降低，從而減輕對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響。但是在實(shí)際的使用過(guò)程中，由于主體結(jié)構(gòu)的變形對(duì)減震元件的效果帶來(lái)影響的現(xiàn)象是不能完全避免的。

4.完善建筑結(jié)構(gòu)體系

科學(xué)完善的建筑抗震體系和建筑結(jié)構(gòu)形式是保障建筑整體抗震性能最關(guān)鍵的因素。因此，一定要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的規(guī)范性引起足夠的重視，可以從建筑結(jié)構(gòu)抗震方法、抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算等三個(gè)方面入手。從建筑施工過(guò)程的實(shí)際情況來(lái)看，建筑結(jié)構(gòu)形式種類(lèi)和抗震體系種類(lèi)很多，我們應(yīng)該具體問(wèn)題具體分析，主要措施有以下兩點(diǎn)：（1）對(duì)地震導(dǎo)致的危害進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，從中吸取教訓(xùn)，增強(qiáng)對(duì)抗震規(guī)范設(shè)計(jì)中有關(guān)結(jié)構(gòu)體系與選型的規(guī)定，改善當(dāng)前對(duì)構(gòu)件設(shè)計(jì)的規(guī)定，以建筑結(jié)構(gòu)整體系統(tǒng)的思想和規(guī)范體系為基礎(chǔ)；（2）建筑工程人員要從建筑結(jié)構(gòu)整體設(shè)計(jì)角度出發(fā)，重視整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的安全，尤其是發(fā)生災(zāi)害的抵抗能力，使得建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì)更加合理可行

四、結(jié)束語(yǔ)

地震是一種在全世界范圍內(nèi)都無(wú)法預(yù)測(cè)的自然災(zāi)害，往往會(huì)引起建筑結(jié)構(gòu)的倒塌，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)以及人們的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)很大的損失。為了減輕其危害，建筑設(shè)計(jì)人員必須在建筑工程設(shè)計(jì)方面下功夫，改變過(guò)去著眼局部的方法，從整體出發(fā)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)，注意建筑物的選址、選擇合理的立面和平面布置、保障結(jié)構(gòu)的延性以及對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)分析等方法提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，從而能夠在地震發(fā)生時(shí)，保證人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。

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