關(guān)于提升建筑工程結(jié)構(gòu)抗震性能的思考

劉建嶺

摘要：地震是人類很難預(yù)知且有效防護(hù)的重大自然災(zāi)害之一，從古至今較大的地震往往會(huì)帶來龐大數(shù)量的人員傷亡和巨額的物質(zhì)財(cái)產(chǎn)損失。正是地震災(zāi)害的不可預(yù)見性，使得建筑的抗震性能成為評(píng)價(jià)一個(gè)建筑質(zhì)量性能好壞的標(biāo)準(zhǔn)之一。本文中，筆者重點(diǎn)就當(dāng)前我國(guó)建筑工程結(jié)構(gòu)的抗震性問題展開研究，就其性能提升思路展開思考與探索。在現(xiàn)代社會(huì)中，特別是城市里人們都居住在高層建筑中

關(guān)鍵詞：提升；建筑工程；結(jié)構(gòu)抗震

現(xiàn)如今，我國(guó)各地的城市化建設(shè)步伐驚人，城市房屋建筑的數(shù)量激增。建筑數(shù)量的增多無疑增加了抗震的風(fēng)險(xiǎn)與成本。在建筑的設(shè)計(jì)與施工中，抗震性應(yīng)是施工企業(yè)必須重視且必須保質(zhì)保量完成的重要工程。

1 建筑工程結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計(jì)

1.1 防震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題

在現(xiàn)代建筑的設(shè)計(jì)中，防震設(shè)計(jì)是非常重要的內(nèi)容，主要包括抗震層、防震縫和抗震支座三大主要防震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。根據(jù)我國(guó)相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)條文規(guī)定，當(dāng)出現(xiàn)以下三種情況時(shí)，混凝土結(jié)構(gòu)建筑必須設(shè)計(jì)有抗震層、防震縫和抗震支座：第一種，混凝土結(jié)構(gòu)的建筑房屋中平面的所有尺寸大小，都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了我國(guó)《鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》中規(guī)定的限度值，并且沒有設(shè)計(jì)相應(yīng)的安全強(qiáng)化措施；第二種，對(duì)應(yīng)的混凝土結(jié)構(gòu)建筑的各部分不同的功能結(jié)構(gòu)，其剛度和承載壓力的負(fù)荷能力存在著很大的差距，并且沒有設(shè)計(jì)相應(yīng)的安全強(qiáng)化措施；第三種，對(duì)于一些設(shè)計(jì)感比較強(qiáng)，上層建筑與下層建筑之間存在著巨大的錯(cuò)層，并且沒有設(shè)計(jì)相應(yīng)的安全強(qiáng)化措施。

1.2 地基設(shè)計(jì)

為了全面確保建筑物結(jié)構(gòu)的剛性，需要全面提升建筑物抗震性能，在建筑施工期間不能在不同地基上建設(shè)相同單元的建筑，也不能采取相應(yīng)措施整合和處理地基。在施工期間需要選擇天然地基或者全面選擇樁基方式進(jìn)行施工建設(shè)。在埋設(shè)建筑基礎(chǔ)時(shí)需要滿足一定的深度要求，如果過淺埋設(shè)將會(huì)顯著減小建筑物嵌固作用，在出現(xiàn)地震災(zāi)害時(shí)就會(huì)導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)較大振幅，較容易坍塌。因此在埋設(shè)建筑物基礎(chǔ)時(shí)需要全面加深埋設(shè)深度，加強(qiáng)建筑物地基的穩(wěn)固性。

1.3 選擇建筑場(chǎng)地

在出現(xiàn)地震災(zāi)害時(shí)會(huì)嚴(yán)重破壞建筑主體結(jié)構(gòu)，在地震發(fā)生期間出現(xiàn)的地質(zhì)運(yùn)動(dòng)將會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)造成直接破壞影響。在建筑破壞期間最常見的就是地質(zhì)條件破壞現(xiàn)象，因此在預(yù)防地震災(zāi)害的各項(xiàng)措施當(dāng)中，需要科學(xué)合理地選擇建筑物場(chǎng)地，需要選擇具有較強(qiáng)抗震性能的場(chǎng)所作為建筑施工場(chǎng)地。比如開闊地區(qū)就能夠便于地震發(fā)生時(shí)人員避難。在地質(zhì)堅(jiān)硬地區(qū)建設(shè)工程，一旦出現(xiàn)地震災(zāi)害將不會(huì)導(dǎo)致地面出現(xiàn)嚴(yán)重的沉降問題，顯著降低建筑物坍塌的發(fā)生率。按照大量研究數(shù)據(jù)能夠看出。對(duì)于地質(zhì)較為堅(jiān)硬的地區(qū)來說，被蓋層與建筑物受地震活動(dòng)程度之間存在較大關(guān)聯(lián)性。

1.4 選擇抗震結(jié)構(gòu)

合理選擇抗震結(jié)構(gòu)能夠全面確保建筑結(jié)構(gòu)抗震性能。建筑主體結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)能夠降低其在地震災(zāi)害發(fā)生期間的變形概率，全面確保建筑物的安全性能。在建設(shè)建筑物初期大多數(shù)設(shè)計(jì)人員都需要深入了解和分析建筑物設(shè)計(jì)方案，特別是分析研究結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度和強(qiáng)度，這樣能夠全面確保建筑物的抗震結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)。

1.5 房屋寬度和高度

在建筑抗震性能影響因素當(dāng)中并不僅僅認(rèn)為建筑寬度和高度屬于影響因素，主要在于建筑物寬度和高度之間的比例。如果建筑物寬度與高度之間存在較大比例，就會(huì)相應(yīng)擴(kuò)大地震影響范圍，由于過大比例將會(huì)導(dǎo)致建筑物主體出現(xiàn)傾斜和側(cè)移等現(xiàn)象，隨著建筑層數(shù)的不斷增加也會(huì)相應(yīng)增加地震災(zāi)害對(duì)建筑物的影響程度。因此如果建筑物處于地震多發(fā)地帶，則在施工建設(shè)之前就需要明確規(guī)定建筑物層數(shù)和結(jié)構(gòu)。按照自身實(shí)際情況，建筑物設(shè)計(jì)施工期間需要全面符合抗震結(jié)構(gòu)的寬度與高度比例要求，調(diào)整建筑物寬度和層數(shù)。

2 建筑工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)有效措施

2.1 選擇合理的結(jié)構(gòu)布置，協(xié)調(diào)好建筑與結(jié)構(gòu)的關(guān)系

為了減小結(jié)構(gòu)的位移，應(yīng)從平面形狀和高程變化方面改善結(jié)構(gòu)的整體剛度。在結(jié)構(gòu)布置中，應(yīng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性和剛度，加強(qiáng)構(gòu)件的連接，使結(jié)構(gòu)的各部分能以最有效的方式協(xié)同工作，地基的整體性應(yīng)加強(qiáng)到R。由于基礎(chǔ)的平移或扭轉(zhuǎn)引起結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移的影響，同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的薄弱部位和應(yīng)力復(fù)雜部位的強(qiáng)度。簡(jiǎn)言之，結(jié)構(gòu)各部分的剛度是對(duì)稱的、均勻的，各結(jié)構(gòu)單元的平面形狀應(yīng)力是簡(jiǎn)單而規(guī)則的，豎向形狀應(yīng)避免延伸和縮回，結(jié)構(gòu)的豎向剛度突變應(yīng)避免。平面長(zhǎng)度與寬度之比不應(yīng)太大，以避免兩端之間的距離和振動(dòng)不同步。得到的載荷線應(yīng)通過結(jié)構(gòu)的剛度中心，以減小扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。特別是當(dāng)建筑物的電梯室被布置時(shí)，不適合設(shè)置在平面的凹部或端部的拐角區(qū)域。它對(duì)結(jié)構(gòu)剛度的對(duì)稱性有顯著影響。

2.2 合理選擇抗震結(jié)構(gòu)

在設(shè)計(jì)建筑物之前需要全面按照建筑抗震標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，全面考慮建筑的抗震性能。在選擇抗震設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)需要不僅需要分析和研究地震災(zāi)害對(duì)建筑的影響程度，還需要顯著降低對(duì)建筑周邊環(huán)境的影響程度。在選擇建筑物主體結(jié)構(gòu)時(shí)需要選擇高質(zhì)量的鋼筋混凝土進(jìn)行施工建設(shè)。對(duì)于地下建筑結(jié)構(gòu)來說則需要應(yīng)用嵌固端技術(shù)，這樣能夠顯著提升建筑物的抗震性能。在實(shí)際設(shè)計(jì)建造期間為了全面降低建筑物整體質(zhì)量，需要使用鋼結(jié)構(gòu)作為建筑構(gòu)造框架。

2.3 結(jié)構(gòu)空間剛度

建筑是由橫、縱兩個(gè)方向上的承重構(gòu)件及樓蓋構(gòu)成的結(jié)構(gòu)體系，具有空間剛度，抗震能力由空間剛度及穩(wěn)定性直接決定。剛性樓蓋是使所有豎向構(gòu)件實(shí)現(xiàn)共同受力的重要基礎(chǔ)，宜為現(xiàn)澆形式的樓屋蓋，而且在磚混體系當(dāng)中，采用這種樓屋蓋除了能避免散落與滑移，保證整體性及剛度，還能適當(dāng)放寬對(duì)墻體對(duì)齊提出的要求，所以對(duì)以剪切變形作為核心的磚混體系，可以對(duì)其層間變形進(jìn)行有效控制，樓屋蓋當(dāng)水平剛度較強(qiáng)時(shí)，能為荷載傳遞創(chuàng)造良好條件，如果平面上的墻體未能對(duì)齊，則采用這種樓屋蓋，還能對(duì)墻體予以約束。

3 結(jié)語

綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)是工程設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，設(shè)計(jì)是否合理可行直接決定地震作用下的建筑結(jié)構(gòu)安全，在實(shí)際的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)綜合考慮建筑高度與層數(shù)限值、建筑的平、立面布置、結(jié)構(gòu)薄弱層和結(jié)構(gòu)空間剛度，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)實(shí)際情況，采用適宜的抗震措施，保證建筑結(jié)構(gòu)的抗震安全。

參考文獻(xiàn)：

[1] 葉列平，繆志偉，程光煜，馬千里，陸新征.建筑結(jié)構(gòu)基于能量抗震設(shè)計(jì)方法研究[J].工程力學(xué)，2014（06）.

[2] 李建亮，趙晶，李福海，何玉林，亢川川.結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)程分析法的分析研究[J].四川地震，2011（04）.

[3] 方小丹，魏璉.關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)若干問題的討論[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2011（12）.

[4] 周錫元.中國(guó)建筑結(jié)構(gòu)抗震研究和實(shí)踐六十年[J].建筑結(jié)構(gòu)，2009（09）.

（作者單位：沈陽市飛翔裝飾有限公司）