工業(yè)廠房鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

【摘要】隨著社會的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)建設(shè)的步伐的加快，我國人口數(shù)量也在急劇增加，因此建筑工程的數(shù)量和規(guī)模也在逐漸的增加，建筑結(jié)構(gòu)安全的方面問題也逐漸顯現(xiàn)出來，特別是在重大自然災(zāi)害如地震時建筑會出現(xiàn)倒塌或傾覆，造成重大的人員傷亡和財產(chǎn)損失。因此，如何提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力成為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要方面。本文首先介紹了建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的基本原則，分析了目前在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中面臨的一些主要問題，最后根據(jù)這些問題提出了一些完善抗震設(shè)計(jì)的基本方案，希望這些方案的提出對之后建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方案的改善有積極的影響和作用。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計(jì)；問題

地震是一種發(fā)生頻率較高的自然災(zāi)害，再加上我國也是一個地震震源廣泛分布的國家，近幾年我國地震發(fā)生也是比較頻繁，從2008年的汶川地震，再到最近的九寨溝地震，都造成了較多個人員傷亡和重大的財產(chǎn)損失。因此必須重視建筑的抗震設(shè)計(jì)，通過完善建筑結(jié)構(gòu)抗震方案的設(shè)計(jì)來提升建筑物的抗震性能。

1、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)原則

1.1建筑結(jié)構(gòu)規(guī)則性、整體性原則

建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性和整體性是建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的一個重要原則之一。建筑結(jié)構(gòu)的整體性是指結(jié)構(gòu)在荷載的作用下所體現(xiàn)出來的整體協(xié)調(diào)能力與保持整體受力能力的性能。建筑結(jié)構(gòu)在荷載的作用下，只有保持其整體性，才可以稱之為結(jié)構(gòu)，否則就會坍塌。建筑結(jié)構(gòu)的平面布置必須考慮有利于抵抗水平和豎向荷載，受力明確，傳力直接，力爭均勻?qū)ΨQ，減少扭轉(zhuǎn)的影響。與平面、立面都相對規(guī)則的建筑相比，在相同烈度的地震作用下，不規(guī)則的建筑物會遭受更大的破壞。如1976年7月28日唐山地震中，L形平面和其它不規(guī)則平面的建筑物因扭轉(zhuǎn)而破壞的很多，1985年9月墨西哥城地震中，相當(dāng)多的框架結(jié)構(gòu)由于平面不規(guī)則、不對稱而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)破壞。因此在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須要注意建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則行和整體性原則。平面布置力求簡單、規(guī)則、對稱，避免出現(xiàn)應(yīng)力集中的凹角和狹長的縮頸部位，平面的長度比也不宜過大，以避免兩端相距太遠(yuǎn)，震動不同步，由于復(fù)雜的振動形態(tài)而使結(jié)構(gòu)受到損害。

1.2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)置多道抗震防線

多道抗震防線指的是：①一個抗震結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)有若干個延性較好的分體系組成，并由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接起來協(xié)同工作，如框架一抗震墻體系是由延性框架和抗震墻兩個系統(tǒng)組成；而雙肢或多肢抗震墻體系由若十個單肢墻分系統(tǒng)，通過延性連梁聯(lián)系組成。②抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)有最大可能數(shù)量的內(nèi)部、外部贅余度，有意識地建立起一系列分布的屈服區(qū)，以使結(jié)構(gòu)能夠吸收和耗散大量的地震能量，一旦破壞也易于修復(fù)。

現(xiàn)階段，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，很多建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)的過程中已經(jīng)拋開了傳統(tǒng)的單一防震方式，開始設(shè)立多條抗震防線。地震發(fā)生時，尤其是在強(qiáng)烈的地震發(fā)生時會伴隨多次的余震。這種情況下，有些建筑物可能能抵抗住首次地震的沖擊，但在多次余震的作用下，最終會發(fā)生二次倒塌事故，因此面對這樣的問題，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)置多道抗震防線非常必要。

1.3關(guān)鍵構(gòu)件著重提升抗震能力原則

建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的高低除了和其整體性和規(guī)則性有直接的關(guān)系之外，還和其關(guān)鍵承重結(jié)構(gòu)有著密切的關(guān)系，因此在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)方案的制定是除了要注意以上兩個基本原則之外，還要重視建筑關(guān)鍵結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震性能的提升等原。比如針對一些高層建筑，我們在設(shè)計(jì)中不僅要注重其外表的美觀性，更要注重的是其方案本身存在的缺陷，設(shè)計(jì)中整體建筑物要有合理的地震作用傳遞途徑，避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個體系喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承載能力，對可能出現(xiàn)的薄弱部位和關(guān)鍵結(jié)構(gòu)構(gòu)件，應(yīng)采取措施提高抗震能力，以增加其抗震性能，減少地震發(fā)生給建筑結(jié)構(gòu)帶來的損害。

2、建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)存在的問題

2.1建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理念不足

目前我國建筑設(shè)計(jì)出現(xiàn)的一個重要的問題是：設(shè)計(jì)方案中過于追求建筑物的新奇和美觀而導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)抗震理念不夠明確。特別是近些年隨著經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，人們的收入水平和生活水平有了明顯的提高，人們對于生活質(zhì)量的要求也越來越高，使很多建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)偏向于美觀而忽略了其本身的抗震設(shè)計(jì)，尤其是一些高層建筑和旅游景點(diǎn)的建筑，對美觀度過于追求放松了對抗震設(shè)計(jì)因素的重視，在此種設(shè)計(jì)方案下進(jìn)行施工的建筑結(jié)構(gòu)必然存在很多的抗震安全性隱患，影響建筑結(jié)構(gòu)整體的抗震能力。

2.2建筑材料不符合抗震設(shè)計(jì)要求

在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)研究中存在的還一個主要的問題就是，建筑材料的選取不符合抗震設(shè)計(jì)的要求，建筑材料的選取要根據(jù)防御地震的要求進(jìn)行，但是目前很多建筑在進(jìn)行施工材料的選取時并沒有充分考慮抗震因素，而是過多的關(guān)注原材料的價格等方面的因素，再加上一些建筑過程中施工人員對于原材料的應(yīng)用并沒有采取分別對待的方式，對于一些基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)原料并沒有用特殊的防震原料，而是采用一般的基礎(chǔ)原料進(jìn)行地基建設(shè)，因此在抗震能力上就會大打折扣，由此建筑材料的選取不符合抗震設(shè)計(jì)的要求是目前面臨的有一個重要問題之一。

2.3建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)不符合抗震要求

建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)不符合抗震要求是目前抗震設(shè)計(jì)中面臨的另一個重要的問題，而且也直接關(guān)系到建筑結(jié)構(gòu)的安全性，但是目前很多建筑結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)并沒有完全按照抗震要求來進(jìn)行，在進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的制定過程中并沒有突出建筑結(jié)構(gòu)本身的一些抗震性能問題，如房屋承重結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)方案中必須要考慮承重結(jié)構(gòu)分擔(dān)受力的效率，但是很多建筑在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中往往只考慮到了主梁承重的能力，并沒有考慮如何使主梁在最快的時間把壓力分散到其他的建筑結(jié)構(gòu)上，已減少主梁的壓力，因此建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)不合理是抗震設(shè)計(jì)方案中的另一個主要的問題。

2.4建筑物施工場地選擇考慮不充分

施工場地的選擇作為抗震設(shè)計(jì)方案中一個必須要考慮的因素，其作用也是顯而易見的，但是目前很多建筑工程在選址上并沒有充分的進(jìn)行考察，多數(shù)情況下只是關(guān)注當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境是否適合，而忽略了其地質(zhì)條件方面的因素，特別是對一些較為落后的地區(qū)進(jìn)行開發(fā)時，很多開發(fā)商往往比較看重的是其經(jīng)濟(jì)效益，忽略了對其他方面的考察，比如說當(dāng)?shù)氐淖匀粸?zāi)害發(fā)生的頻率，過去一定階段地質(zhì)災(zāi)害是否頻發(fā)等，這些都會對建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)產(chǎn)生一定的影響。

3、如何完善建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)方案

3.1加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理念

加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)是完善抗震設(shè)計(jì)方案的一個重要方面，因此在進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的制定和考察時一定要堅(jiān)強(qiáng)此方面的意識，一方面在設(shè)計(jì)方案開始時要充分考慮到國家相關(guān)法律法規(guī)的要求和規(guī)范性數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確的計(jì)算建筑結(jié)構(gòu)能夠應(yīng)對地震的能力，并且盡可能的留有一定的空間，以防發(fā)生意外情況；另一方面，對一些建筑結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行加強(qiáng)和改善，提升建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方案的有效性。

3.2嚴(yán)格進(jìn)行抗震建筑材料的選取

建筑材料的選取也是抗震設(shè)計(jì)中一個重要方面，尤其是一些高層建筑在進(jìn)行建筑材料的選取時必須要把其抗震性能作為第一要考慮的因素，其次才要考慮一些其他方面的因素；針對建筑結(jié)構(gòu)的不同部位也要選取抗震性能不同的材料，如地基部分作為建筑的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)必須要引起足夠的重視，在進(jìn)行原材料的選取時一定要注重其本身的抗壓能力和承擔(dān)重力的能力，以免地震發(fā)生時地基部位產(chǎn)生嚴(yán)重的損壞，導(dǎo)致樓體倒塌等，因此必須嚴(yán)格進(jìn)行抗震材料的選取，從根源上保證其抗震能力的提高。

3.3加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的合理性

建筑結(jié)構(gòu)抗震方案的設(shè)計(jì)不是一項(xiàng)簡單的工作，因此必須要進(jìn)行綜合的考慮和規(guī)劃，并且要做出多種的設(shè)計(jì)方案，從多個方面考慮選取最佳方案進(jìn)行施工建設(shè)。設(shè)計(jì)方案的制定不僅要考慮外界條件還要對建筑結(jié)構(gòu)本身的承受能力進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算和分析，充分考慮到一旦地震發(fā)生如何使建筑結(jié)構(gòu)受到的損失和破壞降到最低，還要考慮到自身的經(jīng)濟(jì)條件，綜合各方面的因素選取一項(xiàng)最符合要求的抗震設(shè)計(jì)。

3.4嚴(yán)格進(jìn)行施工地址的選擇

抗震地址選擇是抗震計(jì)劃中一個重要的因素，在進(jìn)行抗震地址的選擇時除了要考慮當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境之外，更重要的是進(jìn)行地質(zhì)條件的考察，盡量不去選擇土質(zhì)較軟或者地下開采過度的地區(qū)，如果不能避開這些地區(qū)也要采取必要的方案進(jìn)行相關(guān)結(jié)構(gòu)的加固，以應(yīng)對地震發(fā)生時的危害。

結(jié)論：

綜上所述，抗震方案的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)綜合性較強(qiáng)的工作。目前我國建筑結(jié)構(gòu)的抗震研究已經(jīng)取得了一定成績，并且逐步的應(yīng)用到一些建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中，并取得了較好的效果，但是還是存在著一些缺點(diǎn)和疏漏之處，在之后的研究和實(shí)踐過程中還要經(jīng)過不斷的完善，才能進(jìn)一步提升建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力。

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