分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)

文/馬超 聯(lián)勤保障部隊(duì)第四工程代建管理辦公室 遼寧沈陽 110000

建筑抗震設(shè)計(jì)是其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中非常有代表性的一部分內(nèi)容，近些年國內(nèi)建筑行業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了轉(zhuǎn)型發(fā)展的新階段，在建筑結(jié)構(gòu)不斷復(fù)雜化的同時(shí)，其安全性問題也已經(jīng)逐漸得到了人們的關(guān)注。地震是影響建筑物安全非常主要的因素，因此我們需要在開工之前優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并明確抗震設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，進(jìn)而提高建筑物的安全性能以及使用壽命。下文中筆者從抗震設(shè)計(jì)的要點(diǎn)入手對(duì)此類問題進(jìn)行了分析探究，希望對(duì)進(jìn)一步推進(jìn)相關(guān)工作的優(yōu)化落實(shí)有所啟示。

1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的地震設(shè)計(jì)基本要?jiǎng)t

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要目標(biāo)就是減少地震對(duì)房屋梁、柱等基本構(gòu)件的影響，使建筑能夠科學(xué)承受一定等級(jí)的地震。所以，為了減少地震對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的破壞，需要提高房屋安全性，從而降低建筑坍塌的發(fā)生幾率。由此，需從以下幾點(diǎn)進(jìn)行控制：第一，荷載。載荷主要控制目標(biāo)就是對(duì)建筑內(nèi)部應(yīng)力情況做出綜合判斷，根據(jù)載荷計(jì)算條件、標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值進(jìn)行對(duì)比測試[1]。第二，構(gòu)件。主要通過合理的測試方法，測試構(gòu)件的構(gòu)造情況，分析構(gòu)件的截面功能是否符合設(shè)計(jì)效果。第三，內(nèi)力。主要是對(duì)建筑物的作用力進(jìn)行精準(zhǔn)的判斷，同時(shí)分析構(gòu)件的彎矩力、剪力、承載力、拉力等功能是否滿足于構(gòu)件的內(nèi)部要求。第四，校驗(yàn)。需要采用相應(yīng)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)體系分析出構(gòu)件的功能性。若校驗(yàn)的結(jié)果與構(gòu)件的基礎(chǔ)功能有一定出入，就需要設(shè)計(jì)人員及時(shí)對(duì)基礎(chǔ)構(gòu)件進(jìn)行調(diào)整。

2、抗震設(shè)計(jì)及計(jì)算

2.1 抗震概念其設(shè)計(jì)

建筑抗震觀點(diǎn)設(shè)計(jì)是依照地震災(zāi)害與工程體會(huì)等產(chǎn)生的基本策劃原則與設(shè)計(jì)思路開展建筑整體布置同時(shí)確定細(xì)部結(jié)構(gòu)的過程。建筑抗震其概念策劃之所以關(guān)鍵主要表現(xiàn)在下面幾個(gè)方面：

（1）地震和地面運(yùn)動(dòng)其不確定性。

（2）地震的情況下地面運(yùn)動(dòng)其復(fù)雜性和對(duì)構(gòu)造的繁雜影響還沒有被掌握。

（3）構(gòu)造地震計(jì)算其理論到現(xiàn)在還不能充分表示處地震的構(gòu)造反應(yīng)和破壞的繁雜過程。概念策劃強(qiáng)調(diào)，在工程策劃一開始，要求應(yīng)掌握好能量導(dǎo)入、房屋體積和形狀、構(gòu)造體系、剛度散步、部件延性等這些主要幾點(diǎn)，從基礎(chǔ)上消滅建筑中其抗震脆弱環(huán)節(jié)，然后輔以須要的計(jì)算與構(gòu)造辦法，就有可能讓策劃出的房子建筑具備精良的抗震性能與充足的抗震可靠度。

2.2 建筑物其抗震策劃的計(jì)算

在開展建筑的時(shí)候，需要確保相關(guān)建筑物構(gòu)造所具備的抗震功用，必須充分對(duì)以下各個(gè)方面所可能產(chǎn)生的疑問進(jìn)行深刻思考。在開展建筑物結(jié)構(gòu)策劃時(shí)，應(yīng)當(dāng)要求建筑物結(jié)構(gòu)嚴(yán)格遵守規(guī)范要求。主軸方向需要向抗震功效分別開展抗震計(jì)算。在建筑物具備斜交其抗側(cè)力部件結(jié)構(gòu)的情況下，其相交角度當(dāng)大于15°的情況下，需要分別對(duì)抗側(cè)力部件方向其地震作用開展計(jì)算。在建筑物剛度分布顯明的不對(duì)稱的情況下，需要計(jì)入到其地震作用改變的影響。

3、優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)策略

3.1 完善懸掛隔震規(guī)劃

將懸掛隔震規(guī)劃融入到抗震設(shè)計(jì)當(dāng)中，使建筑物的核心構(gòu)件實(shí)現(xiàn)懸掛，有利于避免大規(guī)模地震能量直接傳遞至核心構(gòu)件的幾率，從而杜絕地震對(duì)房屋主要構(gòu)件的損害。此類設(shè)計(jì)主要應(yīng)用混凝土鋼結(jié)構(gòu)的房屋。其中，鋼結(jié)構(gòu)建筑可大體分為主、子兩區(qū)域框架，且子框架結(jié)構(gòu)多數(shù)是直接架設(shè)在主框架中的。通過懸掛子框架結(jié)構(gòu)，減少地震對(duì)子框架結(jié)構(gòu)的直接影響，也間接控制了地震對(duì)子框架與主框架的損害。當(dāng)該地區(qū)發(fā)生一定規(guī)模的地震時(shí)，子框架與主框架就可借助吊桿、鎖鏈連接，降低地震的破壞，以便達(dá)到抗震的目的。

3.2 合理選擇建筑抗震場地

抗震場地的選擇是建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中非常重要的一部分內(nèi)容，若建筑物的地表性質(zhì)不穩(wěn)定，那么位于該類地域之上的建筑物的抗震性能也將會(huì)受到影響。如果地震發(fā)生，加之建筑物地表性質(zhì)不穩(wěn)定，便會(huì)大幅度降低建筑物的抗震性能。具體來說，建筑設(shè)計(jì)與建設(shè)單位應(yīng)選擇開闊、平坦而且地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的地段作為建筑物的建設(shè)場所，還應(yīng)當(dāng)通過必要的技術(shù)檢驗(yàn)確定土壤硬度和密度能否達(dá)到建筑結(jié)構(gòu)載荷的要求，從而保障建筑物的承載力和穩(wěn)定性。此外，選擇抗震場地時(shí)需盡可能避免河岸邊緣、采空區(qū)、地震斷裂帶以及山岳軟土地段，這類區(qū)域的土質(zhì)凝結(jié)度均無法達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。建筑物場地經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)地基承載能力不足的問題，所以需通過相應(yīng)的技術(shù)處理方法對(duì)地基進(jìn)行加固處理，保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

3.3 合理選擇建筑結(jié)構(gòu)

綜合多次地震發(fā)生后建筑物的狀況來分析，鋼結(jié)構(gòu)的建筑物抗震性能最好，但是因?yàn)槠浣?jīng)濟(jì)成本高、后期維護(hù)費(fèi)用高等因素限制了它在抗震設(shè)計(jì)中的推廣和應(yīng)用。在當(dāng)前的抗震設(shè)計(jì)中有許多建筑工程都是應(yīng)用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，它具有造價(jià)較低、整體性好的特點(diǎn)，能夠突出結(jié)構(gòu)的延展性，但是在持續(xù)時(shí)間較長的地震中它卻有著不可忽視的弊端，因?yàn)榈卣疠d荷的作用，構(gòu)件會(huì)出現(xiàn)開裂情況，且其剛度會(huì)逐漸下降，建筑物的穩(wěn)定性自然難有保障。當(dāng)下還有一種新興的混凝土結(jié)構(gòu)，它雖然有效降低了施工難度，但是他配件的變形能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于配件本身的強(qiáng)度，不利于建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。因此在對(duì)土木工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，我們要從實(shí)際情況出發(fā)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡貏萏攸c(diǎn)有針對(duì)性的選擇合適的方式，從而確保建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

結(jié)語：

抗震設(shè)計(jì)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中非常關(guān)鍵的一部分內(nèi)容，將直接影響到其安全穩(wěn)定及后續(xù)建筑物的使用效能。上文中筆者對(duì)此類問題進(jìn)行了分析探究，希望對(duì)進(jìn)一步推進(jìn)相關(guān)工作的優(yōu)化落實(shí)有所啟示。