研究建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震設(shè)計(jì)

摘 要 隨著地震現(xiàn)象的頻繁出現(xiàn)，人們對建筑物的安全性能逐漸重視起來，特別是深受地震災(zāi)害的區(qū)域，建筑均采用防震設(shè)計(jì)，這在很大程度上保護(hù)了人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。地震是一種危害十分巨大的自然災(zāi)害，抗震建筑的設(shè)計(jì)能夠有效緩解地震發(fā)生時(shí)能量的局部集中，其采用巧妙的布局與結(jié)構(gòu)，在材料的選擇方面也與普通建筑存在較大差異，這樣的建筑對抵抗地震這類自然災(zāi)害具有十分顯著的效果。本文根據(jù)筆者工作實(shí)踐，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析和探討。

關(guān)鍵詞 建筑結(jié)構(gòu);設(shè)計(jì);抗震;設(shè)計(jì)

引言

隨著人們生活品質(zhì)的提升和觀念的轉(zhuǎn)變，對建筑的需求發(fā)生了巨大的變化，如，生態(tài)建筑。然而，自然災(zāi)害的頻發(fā)讓人們意識到建筑安全性能的重要性，尤其是地震這種自然災(zāi)害，對建筑的穩(wěn)定性是一種嚴(yán)厲的考驗(yàn)。隨著材料科學(xué)以及地震學(xué)的不斷研究，應(yīng)用到建筑抗震設(shè)計(jì)的新型技術(shù)越來越多，進(jìn)而使得我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)有了極大的改善和提升。設(shè)計(jì)人員應(yīng)該嚴(yán)格遵循建筑設(shè)計(jì)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，不斷研究新型的抗震設(shè)計(jì)原理，盡全力保證建筑物在地震災(zāi)害發(fā)生時(shí)的穩(wěn)定性和安全性，為人民群眾的生命和財(cái)產(chǎn)安全做出自己應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震設(shè)計(jì)的重要性

1.1 應(yīng)對日益復(fù)雜的城市規(guī)劃需求

現(xiàn)代城市規(guī)劃中，建筑物的建設(shè)需要遵循一定的條理性和安全性原則，建筑物之間應(yīng)該錯(cuò)落有致，既要相互聯(lián)系，又要相互獨(dú)立，既可以形成良好的城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)鏈，又可以保證區(qū)域建筑出現(xiàn)問題后不引發(fā)連鎖的反應(yīng)，最大限度地保證城市建設(shè)的安全和穩(wěn)定。而優(yōu)良的抗震設(shè)計(jì)既要提高建筑物的使用壽命，同時(shí)還需要顧及建筑物的外觀造型，為城市規(guī)劃布局提供了重要的參考依據(jù)。所以，建筑設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

1.2 為人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)保駕護(hù)航

現(xiàn)如今沒有任何技術(shù)和設(shè)備可以精確的預(yù)測地震發(fā)生的時(shí)間、強(qiáng)度和地點(diǎn)，而地震災(zāi)害一旦發(fā)生，必然給個(gè)人和社會帶來巨大的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡，所以我們只能在減少地震損害方面做好應(yīng)對措施，這其中提高建筑物的抗震性能就是非常重要的一環(huán)。良好的抗震設(shè)計(jì)可以有效地提高建筑物在地震災(zāi)害中的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，保證人們可以在地震發(fā)生時(shí)預(yù)留出足夠多的時(shí)間進(jìn)行逃生和避難，極大地降低了地震救援的危險(xiǎn)性以及相應(yīng)的救援難度，為人民群眾的生命和財(cái)產(chǎn)安全上了一個(gè)保險(xiǎn)，極大地提升了人們生活的安全性。

1.3 是社會正向效應(yīng)的重要表現(xiàn)

建筑設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)可以有效提高建筑物的使用壽命，并盡可能保證人民群眾在突發(fā)的地震災(zāi)害中生命和財(cái)產(chǎn)安全。國家投入巨量的抗震研究經(jīng)費(fèi)，從側(cè)面表現(xiàn)出對人民群眾的關(guān)心和愛護(hù)，對維持良好的社會秩序有著非常積極的意義，對現(xiàn)如今我國現(xiàn)代化建設(shè)具有非常積極的社會效應(yīng)。所以說，建筑設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)不僅是為房屋建筑進(jìn)行了加固處理，更是對整個(gè)社會的穩(wěn)定發(fā)展有著非常重要的作用[1]。

2設(shè)計(jì)工作的基本原則

2.1 多元化抗震設(shè)計(jì)

抗震建筑的設(shè)計(jì)需要綜合多方面因素，設(shè)計(jì)過程中不僅需要基本的抗震設(shè)計(jì)作為基礎(chǔ)，還需要考慮多方面的因素。對地震的特征進(jìn)行分析，運(yùn)用科學(xué)知識對其進(jìn)行多元化的設(shè)計(jì)，以確保建筑具備多功能的防震性能。在一些地震多發(fā)區(qū)域，單純的抗震設(shè)計(jì)無法全面提供保障，抗震效果不佳。因此，在設(shè)計(jì)過程中要充分考慮建筑抗震設(shè)計(jì)的多重性。以增加建筑的安全性能，進(jìn)而保證其在抗震中發(fā)揮顯著的效果。這是如今抗震建筑設(shè)計(jì)所遵循的基本原則之一。

2.2 科學(xué)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，強(qiáng)弱分布合理

建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)也需要遵循相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，強(qiáng)弱分布要以此方面建筑設(shè)計(jì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)。巧妙的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)弱分布能夠在地震發(fā)生時(shí)最大限度地保證建筑的穩(wěn)定性，做到不變形、不傾斜，各部分構(gòu)件之間形成一種相互依存、相互支撐的關(guān)系。而且，各部分的強(qiáng)度與韌性均符合此類建筑的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，以保證建筑的穩(wěn)定性與可靠性。

2.3 保證各部分功能有效發(fā)揮

在抗震建筑的設(shè)計(jì)過程中，要將所設(shè)計(jì)各部分的功能充分發(fā)揮出來，否則就會使建筑的抗震性能大打折扣。因此，在設(shè)計(jì)過程中，要充分考慮設(shè)計(jì)功能是否可以充分發(fā)揮。比如，建筑的承重結(jié)構(gòu)是否能夠按照設(shè)計(jì)時(shí)的承重標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，建筑的局部加固是否能夠增強(qiáng)在建筑的穩(wěn)定性等等，總之，要充分考慮這其中的設(shè)計(jì)的功能性是否能夠得到正常發(fā)揮，確保各個(gè)區(qū)域、各個(gè)構(gòu)件的功能與最初設(shè)計(jì)時(shí)的作用與功能高度一致，為建筑的安全性能提供充分的保障[2]。

3提高建筑結(jié)構(gòu)抗震能力的主要措施

3.1 提高建房標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)化抗震意識

首先，我國應(yīng)該向日本等地震多發(fā)國家學(xué)習(xí)抗震經(jīng)驗(yàn)，在相關(guān)法律法規(guī)上，嚴(yán)格制定抗震設(shè)計(jì)要求，強(qiáng)制設(shè)計(jì)人員嚴(yán)格按照要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。其次，應(yīng)該制定較為嚴(yán)苛的設(shè)計(jì)審查和施工審查，嚴(yán)格把控建筑建設(shè)的各個(gè)環(huán)節(jié)，最大限度地提高建筑安全性和有效性。最后，應(yīng)該建立較為嚴(yán)格的追責(zé)制度，一旦因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)安全事故或是造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，需要對建筑設(shè)計(jì)和施工人員進(jìn)行追責(zé)處理，最大限度地提高設(shè)計(jì)人員和施工人員的抗震意識。

3.2 提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性

建筑設(shè)計(jì)人員需要在設(shè)計(jì)之初，從理念和思想上將抗震設(shè)計(jì)高度重視起來，加強(qiáng)對建筑主體抗震性能的研究，不斷學(xué)習(xí)發(fā)達(dá)國家的抗震經(jīng)驗(yàn)，并將新型抗震設(shè)計(jì)與實(shí)踐相互結(jié)合。另外，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，良好的抗震性能應(yīng)該具有一定的規(guī)則性，盡量少出現(xiàn)較為獨(dú)特的凸角結(jié)構(gòu)，要講究簡潔高效，保證建筑施工的順利進(jìn)行，將質(zhì)量控制和成本控制相互協(xié)調(diào)統(tǒng)一，最大限度地提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震有效性。

4設(shè)計(jì)工作的具體措施

4.1 依據(jù)抗震標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范建筑高度和寬度

建筑結(jié)構(gòu)的高度與寬度與建筑的穩(wěn)定性具有直接的聯(lián)系，高度與寬度比例失衡就可能會為建筑埋下一定的安全隱患。對于抗震建筑的設(shè)計(jì)對穩(wěn)定性有極高的要求，因此，在設(shè)計(jì)過程中要嚴(yán)格保證建筑的高度與寬度。通常情況下，抗震建筑的設(shè)計(jì)有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，針對不同類型的建筑有著不同的標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中要嚴(yán)格按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，對于高度或者寬度設(shè)計(jì)不符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)或者高寬比例失衡，就需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，或者按照相關(guān)補(bǔ)救措施，在建筑特定部位設(shè)計(jì)加固，以保證建筑整體的穩(wěn)定性符合抗震建筑的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。例如通常對于高度與寬度失衡的建筑，如若不能改變其高度與寬度，就需要在其底部設(shè)計(jì)加固，一般增加豎向構(gòu)件進(jìn)行加固，由高品質(zhì)的混凝土進(jìn)行加固。此外，此方面的計(jì)算工作需要依據(jù)相關(guān)部門給定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，以確保相關(guān)數(shù)據(jù)符合標(biāo)準(zhǔn)。

4.2 依據(jù)抗震標(biāo)準(zhǔn)，合理設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)

建筑結(jié)構(gòu)對建筑的穩(wěn)定性具有重要影響，巧妙的結(jié)構(gòu)能夠大大提高建筑整體的穩(wěn)定性。現(xiàn)如今，已有很多用于抗震的建筑構(gòu)型，其在歷次災(zāi)害中優(yōu)勢顯著。而且，現(xiàn)在的抗震建筑設(shè)計(jì)將建筑機(jī)構(gòu)作為重點(diǎn)，除了巧妙的結(jié)構(gòu)之外，還對結(jié)構(gòu)局部的材料十分重視。而且，如今對抗震建筑性能的評估需要依據(jù)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行。通常情況下，在建筑結(jié)構(gòu)的主體部位主要以強(qiáng)度和韌性較強(qiáng)的材料為主，這大大提升了建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，進(jìn)而提升了建筑的安全性能。此外，許多設(shè)計(jì)人員還會對結(jié)構(gòu)局部進(jìn)行加固，為其安全又筑一道屏障。例如，建筑整體建構(gòu)設(shè)計(jì)完成后，對其進(jìn)行分析，深入探究，或者利用模型進(jìn)行測試，找到其薄弱環(huán)節(jié)，在此部位進(jìn)行局部加固，從而增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的整體性能，為建筑穩(wěn)定性提供重要保障。

4.3 依據(jù)抗震標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范平面設(shè)計(jì)

平面規(guī)則與建筑物的穩(wěn)定性也存在一定的聯(lián)系，其是設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中必須考慮的因素之一。通常情況下，抗震建筑的平面是有一定的標(biāo)準(zhǔn)的，比如，凹陷口的深度與寬度，其直接影響建筑的穩(wěn)定性。因此，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中要重點(diǎn)考慮其平面規(guī)則是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。對于建筑凹口不符合標(biāo)準(zhǔn)的建筑要進(jìn)行重新設(shè)計(jì)或者采用一定的補(bǔ)救措施，以最大限度地保證建筑的穩(wěn)定性。對于建筑設(shè)計(jì)中的凹口不符合標(biāo)準(zhǔn)的情況，通常通過以下方式進(jìn)行彌補(bǔ)：①以材料的選擇彌補(bǔ)設(shè)計(jì)的缺陷。通常選擇剛性材料建設(shè)頂部，當(dāng)然，也可以選擇韌性好的材料建設(shè)凸出的部分的頂部;②如若建筑構(gòu)架相對簡單，即可以均采用韌性較好的材料建設(shè)其頂部，這還有利于相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算。

4.4 依據(jù)抗震標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)設(shè)計(jì)布局

建筑布局也是抗震設(shè)計(jì)中重要的一環(huán)，巧妙合理的布局能夠提升其抗震效果。通過對地震能量的變化分析，采用巧妙的布局避免能量局部累積，降低地震對建筑的破壞程度。通常情況下，選擇以位移為基點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，其能夠有效避免地震時(shí)能量的累積現(xiàn)象，使得地震時(shí)能量均勻分散，間接提升建筑的抗震性能。

5結(jié)束語

綜上所述，我國在建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中依舊還有很長一段路要走，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該不斷研究國內(nèi)外先進(jìn)的抗震設(shè)計(jì)理念，結(jié)合多種有效實(shí)驗(yàn)手段，提升自身在抗震設(shè)計(jì)上的專業(yè)能力，并不斷強(qiáng)化自身的抗震設(shè)計(jì)意識，要始終將人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全放到第一位，只有這樣才能真正地提高建筑的抗震性能，造福社會，造福人民。

參考文獻(xiàn)

[1] 余萬里.淺析建筑設(shè)計(jì)在建筑抗震設(shè)計(jì)中的重要作用[J].低碳世界，2019，9（5）：216-217.

[2] 趙剛.淺析建筑設(shè)計(jì)在建筑抗震設(shè)計(jì)中的重要作用[J].建材與裝飾，2019（18）：110-111.

作者簡介

陳豐（1975-），湖南南縣;學(xué)歷：研究生，職稱：高級工程師，現(xiàn)就職單位：湖南省建筑設(shè)計(jì)院有限公司，研究方向：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。