建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計與減震設(shè)計分析

張 源

（西部建筑抗震勘察設(shè)計研究院有限公司，陜西 西安 710001）

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計主要指的是針對建筑物工程不同受力部分進(jìn)行科學(xué)有效的結(jié)構(gòu)規(guī)劃和設(shè)計，通過合理的設(shè)計可以使建筑物具有良好的穩(wěn)定性，保障人們的居住安全。在建筑工程投入到正式使用后，由于受到不同作用力的影響，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性可能會出現(xiàn)一定的變化，在遇到此種問題時，一旦建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計沒有達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)和要求，就會使其負(fù)載能力超過最大限度，導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)變形、傾斜等問題，情況嚴(yán)重甚至?xí)斐山ㄖ?。這樣不僅會對人們的安全產(chǎn)生極大的威脅，還會造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。另外，減震設(shè)計對于建筑物而言也非常重要，它可以在遇到地震等災(zāi)害情況時保障建筑安全。因此，必須要加強對建筑結(jié)構(gòu)和減震設(shè)計的重視程度，科學(xué)有效地完成設(shè)計工作。

1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計概述

在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，最為關(guān)鍵的設(shè)計內(nèi)容就是減震設(shè)計，而且近年來我國地震災(zāi)害頻繁出現(xiàn)，人們對于建筑減震設(shè)計的重視程度越來越高。為了降低地震帶來的災(zāi)害，需要對建筑工程所在區(qū)域進(jìn)行實地勘探，了解具體的地質(zhì)狀況，通過科學(xué)的減震技術(shù)來進(jìn)一步增強建筑物的穩(wěn)定性，使其在遇到地震時能夠有效地抗震，保障整個建筑的安全。

實施具體設(shè)計時，首先，應(yīng)該對建筑工程中需要應(yīng)用到的零部件進(jìn)行認(rèn)真準(zhǔn)確的統(tǒng)計，同時還需要計算出不同零部件的極限荷載值的承受范圍。整個設(shè)計過程必須要以嚴(yán)格秉承安全為主的基本原則，科學(xué)合理的設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)。建筑設(shè)計的根本任務(wù)就是要保障建筑物結(jié)構(gòu)具有較強的安全性和穩(wěn)定性，使得建筑工程在受到外力影響和干擾時能夠抵抗不良因素帶來的影響，保持良好的使用狀態(tài)，同時保障人們的安全。建筑結(jié)構(gòu)在進(jìn)行設(shè)計時涉及的主要因素比較復(fù)雜，包括：墻柱、樓梯等，這些部件既可以對整個建筑工程起到有效的承載作用，還同樣屬于工程的框架部分。另外，對于建筑工程而言，這部分部件在其構(gòu)成體系中起到非常關(guān)鍵的作用，而且不同部件之間存在著一定的傳遞作用。因此，建筑結(jié)構(gòu)部件需要能有效承受不同方向的作用力，這就要求這部分部件要具備較強的抗裂和穩(wěn)定性能，保障在使用期間能夠成功發(fā)揮效用，保障整個建筑工程的安全，在遇到災(zāi)害問題時起到有效的防護(hù)作用。

2 建筑結(jié)構(gòu)的隔震策略

2.1 地基隔振

當(dāng)發(fā)生地震時，最先與地震發(fā)生接觸到就是建筑物的地基部分，這也是地震能量在傳播過程中會直接作用的區(qū)域。因此，必須要采取有效措施來保障地基，使其具有良好的抗震效果，為抗震工作打下良好的基礎(chǔ)。地基隔震一般是指針對建筑工程內(nèi)的一些基礎(chǔ)設(shè)施采取有效的處理，比如，可以鋪設(shè)墊層降低地震波的作用，從而進(jìn)一步控制地震帶來的破壞，最終起到保護(hù)建筑物的作用。這種方法經(jīng)歷了較長的發(fā)展時間，抗震效果也十分良好。地基隔震的原理如下：首先，在建筑工程的地基部分實施特殊處理，通過間隔物質(zhì)的阻攔使得地震力量被大幅度削減，從而達(dá)到有效的抗震效果，保護(hù)整個建筑工程的安全。在傳統(tǒng)時期，人們曾將糯米作為地基隔震的原材料，從而在發(fā)生地震時能夠盡可能地減少災(zāi)害問題造成的破壞。從當(dāng)前角度來看，這種方法的不足之處很多并且不具備較強的實用性，但不可否認(rèn)這在當(dāng)時這是一種十分有效的技術(shù)創(chuàng)新方法。在此方法的基礎(chǔ)上，人們逐漸了解到外墻材料的選取需要具有良好的黏著性，這樣能夠在一定程度上起到減震作用。隨著近年來我國科技水平的提升，相關(guān)領(lǐng)域的專家學(xué)者也對房屋建筑的抗震減震技術(shù)進(jìn)行了深入的分析和研究，在大量的實驗下，專家發(fā)現(xiàn)將瀝青應(yīng)用于地基隔震中可以起到較為良好的效果，并且這種方法的造價成本不高，具有一定的經(jīng)濟(jì)適用性和推廣價值。

2.2 層間隔震

針對已經(jīng)投入使用一段時間的建筑工程在后期進(jìn)行改建時，一般會進(jìn)行層間隔震的設(shè)計。層間隔震的施工作業(yè)比較易于操作，難度系數(shù)較低，同時對于建筑工程沒有較高的要求，適用于多種類型的建筑物。對設(shè)置隔震裝置的措施進(jìn)行對比分析可以發(fā)現(xiàn)，采用層間隔震設(shè)計的效果沒有隔震裝置的效果好，可以有效減震的范圍也十分有限。因此，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時一般只能在局部區(qū)域采取層間隔震，難以將該方法應(yīng)用于整體建筑物當(dāng)中。另外，層間隔震需要將隔震設(shè)施安裝在建筑工程內(nèi)不同層間隔區(qū)域來削減地震帶來的能量，從而降低災(zāi)害問題，但是整體效用一般。

2.3 結(jié)構(gòu)懸掛隔震

在建筑物中實施懸掛隔震設(shè)計，指的是通過懸掛方式將建筑結(jié)構(gòu)吊起，也就是在建筑設(shè)計中比較常見的懸掛結(jié)構(gòu)。這種設(shè)計在遇到地震災(zāi)害時，地震能量在傳播過程中基本不會對懸掛結(jié)構(gòu)造成影響，以此來減弱地震造成的破壞。結(jié)構(gòu)懸掛一般在大型鋼結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的比較廣泛，但是這種設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)要求較高，必須要將建筑物的主體和分支架構(gòu)框架進(jìn)行科學(xué)有效的結(jié)合才可以起到良好的隔震作用。該設(shè)計的主要原理是在發(fā)生地震災(zāi)害時，由于地球運動產(chǎn)生晃動，但是框架本身可以自由靈活地運動，當(dāng)?shù)卣鹉芰總鞑サ娇蚣芙Y(jié)構(gòu)時，能量已經(jīng)被大幅度消減和弱化，不會對結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重的不良影響。因此，這種結(jié)構(gòu)可以起到較好的防震效果。除此之外，結(jié)構(gòu)懸掛設(shè)計還可以減少地震對于建筑整體工程造成的損壞。但是這種結(jié)構(gòu)也具有一定的缺點，由于需要應(yīng)用的鋼結(jié)構(gòu)總量較大，使得施工成本上漲，總體下來造價成本較高。

3 常見的減震技術(shù)分析

上述一系列隔震策略主要是通過針對建筑工程采用特殊設(shè)計或材料來起到減震作用，減少地震災(zāi)害對于工程的損壞。為了更加有效地降低地震帶來的破壞，還可以通過一些技術(shù)手段來增強建筑工程抵御外力的能力，防止建筑物遭受到嚴(yán)重的毀壞，以下對此進(jìn)行具體的分析。

3.1 應(yīng)用減震裝置

隨著人們生活水平的提升，大家越來越重視居住的舒適度和安全性，對于建筑物的減震設(shè)計更是有著較高的要求。因此，建筑工程的施工企業(yè)必須要嚴(yán)格落實建筑工程的減震工作。針對工程內(nèi)的重點區(qū)域除了要進(jìn)行特殊處理，還需要設(shè)置相應(yīng)的減震裝置，這樣可以在出現(xiàn)地震等災(zāi)害問題時有效地減少對建筑工程產(chǎn)生的作用力，確保人們的人身財產(chǎn)安全不受到侵害。

3.2 地基隔震

一般情況下，需要在建筑物施工前對其地基實施有效的隔震設(shè)計，主要是需要在關(guān)鍵位置安裝相應(yīng)的隔震裝置，如果在建筑施工后進(jìn)行操作則難以達(dá)到理想的隔震效果。當(dāng)建筑工程全部完工后，如果在此時實施抗震加固，則需要將全部抗震工作從頭做起，不但會增加施工任務(wù)，還會導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)成本上漲，使得企業(yè)無法獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

綜上所述，對于建筑物而言，其抗震功能會對整個建筑的安全性產(chǎn)生直接的影響，同時還和人們的人身財產(chǎn)安全有著緊密的聯(lián)系。因此，在進(jìn)行建筑施工建設(shè)時必須要加強對整體結(jié)構(gòu)和減震設(shè)計的重視，有效地落實相關(guān)工作，保障建筑使用安全，促進(jìn)社會向著更加和諧穩(wěn)定的方向發(fā)展。