建筑工程結(jié)構(gòu)抗震性能提升分析

馬國平

（浙江科欣工程設(shè)計咨詢有限公司，浙江 杭州 310015）

地震是自然災(zāi)害，具有突發(fā)性、人力不可逆轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，每次地震災(zāi)害都會對國民經(jīng)濟(jì)造成一定損失，由此可見建筑工程結(jié)構(gòu)的抗震性能的重要性，不僅能保護(hù)國民的生命安全，而且還可以減少財產(chǎn)損失。在建筑工程結(jié)構(gòu)中，應(yīng)該設(shè)計有效的方法，提升建筑的抗震和塑性能力，以便降低地震對建筑損害，因此加強(qiáng)對建筑結(jié)構(gòu)地震倒塌能力的研究，也是建筑工程要考慮的內(nèi)容之一，有重大意義。

1 抗震性能結(jié)構(gòu)設(shè)計的意義

結(jié)合實(shí)踐對建筑結(jié)構(gòu)抗震性能進(jìn)行分析，得出如下結(jié)論：良好的抗震性能可以保證建筑在遭遇地震時保持良好狀態(tài)，供居民逃生，甚至在震后繼續(xù)供人使用；即使在較大地震中，建筑的基本結(jié)構(gòu)也不會受破壞，可以在震后維修使用，不會對居民財產(chǎn)安全造成更大的損失；最重要的是可以保護(hù)居民的生命安全。由此可知，抗震性能結(jié)構(gòu)設(shè)計有重大意義，需引起重視。

2 建筑工程中抗震設(shè)計的原則

2.1 注重材料對工程的影響

目前，要提升建筑的抗震性能，就要考慮建筑工程材料與工程結(jié)構(gòu)的密切聯(lián)系。如果施工材料質(zhì)量差，就會降低建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，甚至可能引發(fā)安全事故，因此若要建筑結(jié)構(gòu)抗震性能得到保障，必須做好材料方面的工作，選擇質(zhì)量好、有韌性的防震材料，而且保證材料符合國家安全標(biāo)準(zhǔn)。施工人員也要做好準(zhǔn)備工作，親自監(jiān)督施工，觀測地質(zhì)，制訂行之有效的施工方案，做好施工質(zhì)量監(jiān)控，嚴(yán)格把控材料來源，從根本上保證建筑質(zhì)量，讓結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定。此外，施工人員還要考慮公司的經(jīng)濟(jì)利益，選擇最適合的物美價廉的材料。

2.2 注重設(shè)計合理性

在建筑的抗震設(shè)計中，首先要注重建筑整體設(shè)計的合理性，然后根據(jù)專業(yè)知識將抗震設(shè)計和建筑設(shè)計應(yīng)用其中，并確保整個建筑工程科學(xué)、合理。在這一系列流程中，也需要保持建筑的獨(dú)特性，不能因此舍棄設(shè)計的初衷，針對房屋建筑做出指向性的研究，綜合考慮后確定最終的設(shè)計?？傊?，在建筑設(shè)計時，滿足設(shè)計理念和所要表達(dá)的內(nèi)容后，要關(guān)注房屋是否符合抗震標(biāo)準(zhǔn)，安全穩(wěn)定性如何，最終衡量整個建筑的質(zhì)量水平。

2.3 注重抵抗性和穩(wěn)定性

要想讓建筑工程在遭遇地震后依然穩(wěn)定、安全，設(shè)計人員在設(shè)計之初要采取各種措施提高建筑工程的抵抗性和穩(wěn)定性，保證建筑具有很好的安全性能。在設(shè)計中，需要考慮的重點(diǎn)是結(jié)構(gòu)的抵抗性設(shè)計，并且在做抵抗性結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中推測出在其實(shí)際情況下的抵抗能力，確保地震發(fā)生時，可以降低損失，這是對抗地震破壞力的重要措施，因此也是設(shè)計師需要著重考慮的一點(diǎn)。此外，力學(xué)體系的受力平衡問題也可以很好地為建筑工程的抵抗穩(wěn)定性提供理論基礎(chǔ)。

2.4 嚴(yán)格監(jiān)控現(xiàn)場施工狀況

在施工現(xiàn)場，各種因素都與建筑工程的抗震性有關(guān)聯(lián)，所以在建筑工程中對結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要跟隨時代發(fā)展，運(yùn)用先進(jìn)理念，及時反饋工程建設(shè)中存在的問題，并作出合理準(zhǔn)確的判斷，逐漸完善工程并充分實(shí)現(xiàn)設(shè)計理念。對可能出現(xiàn)的問題做好緊急預(yù)案，嚴(yán)格管理工程施工，合理調(diào)配工作人員，促進(jìn)施工工作效率和質(zhì)量的提升。在建筑設(shè)計時，需要注意查看土質(zhì)情況，根據(jù)不同的土質(zhì)情況進(jìn)行不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計，提升設(shè)計的實(shí)用性。

2.5 提高人員管理水平

在工程建設(shè)中，施工人員的專業(yè)水平以及工程管理的效果直接關(guān)系抗震性能能否實(shí)現(xiàn)。建筑工程在開展設(shè)計工作時，不僅要仔細(xì)考量施工過程中出現(xiàn)的各種問題，并進(jìn)行完善，而且還要有專業(yè)的管理人員進(jìn)行監(jiān)管，保證施工的正常進(jìn)行。現(xiàn)場的管理人員應(yīng)制訂嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖┕び媱?，也給日后的學(xué)習(xí)工作給予規(guī)范性指導(dǎo)。施工人員必須服從管理，嚴(yán)格按照計劃施工，加強(qiáng)對建筑抗震性的關(guān)注，團(tuán)結(jié)一致，共同實(shí)現(xiàn)工程目標(biāo)。當(dāng)然，施工方也應(yīng)對管理人員進(jìn)行定期培訓(xùn)，提高他們的專業(yè)技能以及知識儲備。

2.6 利用計算機(jī)科學(xué)制作圖紙

計算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速，而且可以被應(yīng)用到各個領(lǐng)域，在建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中也可以使用這項技術(shù)。通過計算機(jī)可以精確計算建筑結(jié)構(gòu)的抗震數(shù)據(jù)，保證在設(shè)計中抗震性能的良好性，滿足建筑工程的需求；利用計算機(jī)技術(shù)還可以估算在負(fù)載情況下的建筑結(jié)構(gòu)的性能并做出圖紙，模擬地震發(fā)生時的建筑狀況。目前，多數(shù)企業(yè)已經(jīng)采用了該項技術(shù)，如利用BIM技術(shù)的建模功能，模擬后期施工狀況，及時處理設(shè)計中的問題，保證方案的有效性和可行性。

3 提高建筑工程抗震性能的基本設(shè)計方法

3.1 設(shè)置防震縫

抗震性能設(shè)計一直都秉持著預(yù)防為主的理念，如果建筑在設(shè)計工作中不能滿足抗震性能要求，那么可以利用防震縫的設(shè)置解決這個問題。防震縫可以分解建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)，分散地震力，減少建筑局部受到的沖擊。在設(shè)置地震縫時應(yīng)保證防震裂縫與上層建筑相互分離，并在其兩側(cè)設(shè)置好預(yù)留寬度，這樣就可以在地震來臨時解決建筑受力不均勻和結(jié)構(gòu)不規(guī)則的問題，而且即使建筑的其他部位在使用過程中有損傷也不會影響剩余部分。

3.2 做好墻體設(shè)計

為了預(yù)防建筑工程的結(jié)構(gòu)在建設(shè)過程中出現(xiàn)裂縫或者坍塌，必須做好墻體的設(shè)計，通過設(shè)計墻體逐漸優(yōu)化建筑的抗震性能。為了實(shí)現(xiàn)抗震目標(biāo)，可以在設(shè)計時用縱向和橫向設(shè)計墻體的方式。在墻體設(shè)計過程中，設(shè)計者還要注重細(xì)節(jié)，如在縱向設(shè)計時應(yīng)時刻注意地震的作用是否會使墻體結(jié)構(gòu)縱向移動，或者出現(xiàn)裂縫或坍塌的情況；設(shè)計剪力墻時也要考慮橫向設(shè)計中墻體是否足夠均勻，如遇到地震，是否可以降低損傷，避免在橫向位置出現(xiàn)問題。此外，墻體結(jié)構(gòu)的承載力也十分重要，只有保證墻體的數(shù)量嚴(yán)格按照國家規(guī)范執(zhí)行，才能保證墻體足夠安全和穩(wěn)定，保證墻體有足夠的剛度承載受力。若墻體數(shù)量過少，則其可能在地震中坍塌，造成安全事故。

3.3 做好屋頂設(shè)計

在做屋頂設(shè)計時，也要考慮到建筑工程的抗震性能。建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計者應(yīng)注意屋頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)是否合理，是否符合國家安全規(guī)范，考慮整個建筑的自重、承載力與屋頂之間的關(guān)系，保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，必要時在足夠安全的基礎(chǔ)上減輕屋頂?shù)闹亓?，并遵守設(shè)計要求。當(dāng)然，在建設(shè)過程中，也要考慮到建筑的美觀性，不能一味地只注重安全，導(dǎo)致建筑失去了原本的設(shè)計初衷和理念，應(yīng)該將兩者結(jié)合，做出最好的設(shè)計方案。

3.4 做好減震設(shè)計

在傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)中，延性結(jié)構(gòu)體系是重中之重，任何設(shè)計者都會注重這方面的設(shè)計。延性結(jié)構(gòu)體系在建筑工程的結(jié)構(gòu)中具體有兩方面的作用：一方面是在地震災(zāi)害發(fā)生時，不會嚴(yán)重變形，造成安全事故；另一方面是建筑物設(shè)置了減震設(shè)計，可以增大非彈性狀態(tài)建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性，充分吸收地震過程中釋放的能量，并且不會造成大的損耗。這樣不僅保證了建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，當(dāng)?shù)卣饋砼R時也可以降低地震的不良影響。

3.5 注重建筑選址和防線

在建筑設(shè)計中，建筑的選址與建筑的使用壽命及抗震性能有緊密的聯(lián)系。地震的能量是巨大的，通常會對建筑物造成損害，要想從根本上提升建筑的安全性和穩(wěn)定性，確保建筑在地震時依然穩(wěn)定良好，就需要在選址上下功夫，注意建筑建設(shè)位置的合理性。如果建筑物發(fā)生地震時位移比較明顯，那么土地的不同和建筑結(jié)構(gòu)的不同也會對建筑造成很大的影響；如果土體的結(jié)構(gòu)無法優(yōu)化，建筑結(jié)構(gòu)本身也有很大的影響，嚴(yán)重時候還會造成建筑物變形。因此，建筑設(shè)計者在設(shè)計之初，就需要對土地進(jìn)行實(shí)地考察，注意其是否能夠滿足設(shè)計的要求，地震來臨時土地是否可以充分釋放地震的能量，并嚴(yán)格考慮地形、地貌。若條件允許，應(yīng)盡量把建筑建設(shè)在四面平坦開闊、土質(zhì)良好的區(qū)域。從理論上來看，土地的密實(shí)度和強(qiáng)度與所處位置的高低有關(guān)，位置越高，則密實(shí)度和強(qiáng)度越大，越能承受更多的壓力。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，防線也是需要著重考量的，做好防線的設(shè)置可以大幅度提升建筑物的安全性和穩(wěn)定性，降低地震對建筑的傷害。設(shè)計者應(yīng)該將延展性放到建筑的抗震體系中，這樣就有了第一道防線，然后可以讓建筑構(gòu)件做第二道和第三道防線，以更好地降低地震帶來的影響，提高防護(hù)級別。

3.6 削弱地震能量

從建筑在地震時受到損害的程度來看，削弱地震能量可以減少地震帶來的損傷。因此，為了減少地震能量，應(yīng)該做好建筑的位移控制，設(shè)計人員在設(shè)計時應(yīng)分析地震可能會對建筑物造成的位移，采取有效的方法降低地震力帶來的影響。同時，為了避免地震發(fā)生時造成的破壞，可以對基礎(chǔ)設(shè)計建筑下層位移的延性比進(jìn)行定量分析。

4 結(jié)論

綜上所述，地震發(fā)生時，可能會對人們的生命和財產(chǎn)安全造成損害，這就需要設(shè)計者和建設(shè)者積極學(xué)習(xí)先進(jìn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計理念，立足現(xiàn)實(shí)，明確建筑設(shè)計的合理性，使受力結(jié)構(gòu)均勻受力，減少地震帶來的破壞。