建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震問題分析

王喜峰

摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，建筑工程為大眾工作、學(xué)習(xí)、生活創(chuàng)建了良好的場所。為了最大化保障人們的人身財(cái)產(chǎn)安全，必須要注重建筑工程的安全穩(wěn)妥性，降低地震所造成的災(zāi)害影響是迫切要?jiǎng)?wù)。本文展開對建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震問題的分析，以進(jìn)一步助力于建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗震性能的提高。

關(guān)鍵詞：建筑工程;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);抗震問題

引言

建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度在一定程度上代表了工程的質(zhì)量和強(qiáng)度，在設(shè)計(jì)階段應(yīng)當(dāng)從二維和三維的角度分別體現(xiàn)規(guī)則。設(shè)計(jì)復(fù)雜程度的提升可能會(huì)帶來質(zhì)量與剛度的不均衡，這種類型建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力相對更弱，在面對強(qiáng)力的震動(dòng)時(shí)大概率發(fā)生斷裂或扭轉(zhuǎn)問題，導(dǎo)致建筑主體產(chǎn)生嚴(yán)重的損壞。建筑結(jié)構(gòu)的整體布局也是影響工程抗震能力的主要因素之一，案例顯示不規(guī)則或不對稱的建筑結(jié)構(gòu)，在面對強(qiáng)震動(dòng)時(shí)，發(fā)生扭轉(zhuǎn)或斷裂的概率更高。下文對不同類型建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力及設(shè)計(jì)進(jìn)行了全面的分析。

1建筑工程抗震設(shè)計(jì)主要原則

1.1建筑結(jié)構(gòu)的合理

為了確保建筑結(jié)構(gòu)的功能滿足使用需求，在設(shè)計(jì)階段就需要敲定部分基礎(chǔ)內(nèi)容的設(shè)計(jì)，這樣做也是為了保證建筑工程的承載力強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)剛硬度結(jié)合的合理性。從整體布局角度出發(fā)開展的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠?qū)⒔ㄖ乃胁糠钟袡C(jī)的串聯(lián)到一起，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整體建筑物抗震新能的有效提升。

1.2抗震理念與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)合

對整體建筑工程而言，建筑設(shè)計(jì)為項(xiàng)目的施工提供了主要指導(dǎo)，通常建筑設(shè)計(jì)都要在項(xiàng)目施工之前盡可能完善。實(shí)際施工過程中建筑設(shè)計(jì)方案還會(huì)受到自然環(huán)境、地質(zhì)條件等多方面因素的影響，不得不進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整。為了確保建筑工程的施工能夠按照預(yù)期開展，不僅僅要保證建筑設(shè)計(jì)的科學(xué)性與實(shí)用性，還需要對可能出現(xiàn)的變化進(jìn)行預(yù)測，并留出應(yīng)對和調(diào)整的空間。也就是說想要將抗震理念在建筑設(shè)計(jì)中表達(dá)出來，就要將抗震設(shè)計(jì)與建筑本身的設(shè)計(jì)進(jìn)行融合。

2建筑工程抗震設(shè)計(jì)存在的問題

2.1選址問題

如今我國城市人口逐漸增多，為擴(kuò)大城市人口容量，需要更多建筑，許多開發(fā)商都擴(kuò)大了建筑規(guī)模，因此，一些不適于進(jìn)行建造的土地也被用作建筑工程施工場地，在不發(fā)生災(zāi)害時(shí)，場地因素并不會(huì)對建筑產(chǎn)生明顯影響，但如果發(fā)生較強(qiáng)的地震，就會(huì)使建筑迅速遭到破壞。

2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題與材料問題

近年來，我國已在建筑抗風(fēng)抗震性能上作出了十分詳細(xì)且明確的設(shè)計(jì)規(guī)范，但個(gè)別建筑施工企業(yè)在實(shí)際執(zhí)行過程中，為減少材料的使用量和建筑工程量，降低工程造價(jià)，節(jié)省成本，從而獲取更多的經(jīng)濟(jì)效益，往往采用性能等級不合格的材料進(jìn)行工程建設(shè)，或故意降低建筑的抗震等級，尤其是在鋼結(jié)構(gòu)、高層建筑中，部分設(shè)計(jì)師認(rèn)為鋼結(jié)構(gòu)自身具備的抗風(fēng)抗震性能已經(jīng)足夠抵御危機(jī)，不必增設(shè)抗震體系。采用這種方式設(shè)計(jì)和構(gòu)建的建筑，存在極大的安全隱患，平時(shí)或許容易發(fā)生裂縫或其他小問題，但在地震災(zāi)害來臨時(shí)，一些節(jié)點(diǎn)連接處會(huì)由于無法承受突然集中的應(yīng)力而被破壞，導(dǎo)致整棟建筑物坍塌，居民來不及逃出建筑。另外，在建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中，有些設(shè)計(jì)師考慮問題不周全，不能將所有位置對于抗震性的影響均考慮在內(nèi)，常忽略一些細(xì)節(jié)，在建筑結(jié)構(gòu)中留下不合理的設(shè)計(jì)或薄弱的地方，導(dǎo)致在災(zāi)害發(fā)生時(shí)有一些承重結(jié)構(gòu)局部遭受破壞，失去支撐后整體建筑都會(huì)受到影響，容易直接發(fā)生倒塌。最后，在建筑工程中，與抗震性能聯(lián)系緊密的一些結(jié)構(gòu)，如高層建筑中的鋼結(jié)構(gòu)造價(jià)較高，是整個(gè)建筑工程的主要支出項(xiàng)目，但我國建筑行業(yè)的迅猛發(fā)展導(dǎo)致各地對于鋼材的需求量持續(xù)提升，鋼材價(jià)格居高不下，某些企業(yè)采用偷工減料的方式牟取暴利，控制鋼材用量或在實(shí)際施工過程中違背原有設(shè)計(jì)方案，故意減少鋼材用量，導(dǎo)致某些節(jié)點(diǎn)較為脆弱。即使在理論上這種做法不會(huì)對建筑平時(shí)使用過程中的各項(xiàng)性能造成影響，但在抗震方面，建筑的抗震性能和抗沖擊性能會(huì)大打折扣，一旦危機(jī)來臨，建筑會(huì)迅速倒塌。

3建筑工程中抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1挑選適合的建筑工程建設(shè)場地

為了保障建筑工程建筑抗震性，在施工之前應(yīng)嚴(yán)格篩選取用適當(dāng)?shù)膱龅?，進(jìn)行實(shí)地勘探考察，全面了解地形、地貌、地質(zhì)等情況，防止建筑施工場地有斷裂地層、凹陷地層等情況的發(fā)生。若無法避開這些位置，則需要有關(guān)工作人員相互配合，對地基進(jìn)行加固，確保建筑物的抗震性。土木工程地基場地的選擇最為關(guān)鍵的一點(diǎn)，是要全面分析工程所在地的地質(zhì)情況、地震歷史、地震活躍度，了解這一地區(qū)的地震發(fā)生相關(guān)特征，通過這些詳細(xì)的地質(zhì)資料來合理地設(shè)計(jì)抗震設(shè)計(jì)等級，使建筑物能夠具有與當(dāng)?shù)氐卣鹎闆r相一致的地震破壞承受能力。設(shè)計(jì)人員應(yīng)考量并選取對建筑基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)有利的地基場條件，這對于建筑物的承載力有決定性作用。但在地基場存在其他客觀因素時(shí)需綜合考量，此時(shí)首先要進(jìn)行地基加固。具備有利條件的地基場通常有如下特征：地基土密度較高、巖石豐富。

3.2強(qiáng)調(diào)建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則

建筑結(jié)構(gòu)是建筑物的主要受力對象，科學(xué)合理的建筑結(jié)構(gòu)是確保建筑均衡承載的關(guān)鍵。因此在設(shè)計(jì)階段和建筑物施工的過程中，都必須要強(qiáng)調(diào)建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性，尤其是抗側(cè)力結(jié)構(gòu)布局的合理性。對建筑結(jié)構(gòu)的平面進(jìn)行設(shè)計(jì)師，最好采用規(guī)則的形狀，為建筑物承載的均衡性提供一定的保障。盡量不要選擇不規(guī)則的建筑平面，這類建筑結(jié)構(gòu)的承載力難以控制在均衡狀態(tài)，在面對強(qiáng)震動(dòng)環(huán)境時(shí)出現(xiàn)的損壞也更為嚴(yán)重。

3.3建筑材料選擇和質(zhì)量控制

在建筑工程的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，材料問題也會(huì)直接影響建筑的抗震性能，從制訂施工計(jì)劃、選材再到施工過程中對于材料的保管養(yǎng)護(hù)，都要足夠重視。需要根據(jù)現(xiàn)場情況選擇材料種類，如在氣候濕潤、多雨地區(qū)的建筑，要選用抗腐蝕性較強(qiáng)的材料，并對金屬材料進(jìn)行防水處理，防止生銹;在易發(fā)生酸雨的地區(qū)，則要選取抗酸性腐蝕的材料。

4結(jié)語

我國的國土范圍內(nèi)有很多地區(qū)是屬于地震頻發(fā)的地帶。地震的頻繁發(fā)生對建筑和人們的生命財(cái)產(chǎn)安全都會(huì)帶來嚴(yán)重的威脅。所以，設(shè)計(jì)師必須要充分考慮建筑工程結(jié)構(gòu)的剛度、地基結(jié)構(gòu)、規(guī)則性、水平和垂直布局的設(shè)計(jì)，要不斷強(qiáng)化對建筑工程所在地點(diǎn)的地質(zhì)條件、地理環(huán)境、地震頻次與強(qiáng)度的分析和考量，以此來降低地震災(zāi)害對建筑工程項(xiàng)目的影響，確保人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，保證建筑結(jié)構(gòu)的抗震性和穩(wěn)定性。

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（作者單位：河南省駐馬店市驛城區(qū)市政工程服務(wù)中心）