建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計

徐偉

【摘要】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)計復(fù)雜程度的提升可能會帶來質(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)力的震動時大概率發(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)震動時，發(fā)生扭轉(zhuǎn)或斷裂的概率更高。本文對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計進(jìn)行分析，以供參考。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu);抗震設(shè)計;策略

建筑企業(yè)作為推動國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，如何確保項目工程施工作業(yè)的安全性、可靠性和穩(wěn)定性，是現(xiàn)階段基層產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)和相關(guān)主管部門的核心發(fā)展方向，而結(jié)構(gòu)設(shè)計作為項目工程作業(yè)的重要環(huán)節(jié)，其設(shè)計內(nèi)容是否科學(xué)合理，對建筑施工作業(yè)質(zhì)量和作業(yè)效益具有決定性影響。就目前來看，為有效地規(guī)避結(jié)構(gòu)設(shè)計中裂縫問題的發(fā)生，縮短結(jié)構(gòu)設(shè)計和結(jié)構(gòu)建設(shè)實體之間的差距，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震設(shè)計的規(guī)范化、科學(xué)性和合理性是十分必要的。

1、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的基本理念

一般情況下，對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計來說，其主要是指結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)知識和經(jīng)驗，將地震對建筑結(jié)構(gòu)所導(dǎo)致的破壞和影響進(jìn)行分析，并提出有效的預(yù)防應(yīng)對措施的一種設(shè)計方法和理念?？拐鹪O(shè)計基于地震理論的深入分析，同時也涉及多個專業(yè)領(lǐng)域的內(nèi)容，具有很強(qiáng)的技術(shù)性和綜合性。地震現(xiàn)象本身具有較強(qiáng)的不確定性、隨機(jī)性及復(fù)雜性，其對于建筑結(jié)構(gòu)的影響也是多方面的。地震問題的復(fù)雜性導(dǎo)致了在當(dāng)前地震參數(shù)、特性方面的預(yù)測上也存在很大的提升空間。當(dāng)前的建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中，對于建筑結(jié)構(gòu)性質(zhì)、空間作用、材料及外界因素等問題的分析還不夠全面。因此在進(jìn)行抗震設(shè)計的過程中，不僅要對相關(guān)專業(yè)理論知識進(jìn)行深入運用，同時也要不斷結(jié)合抗震經(jīng)驗，提出更加科學(xué)的抗震設(shè)計思路，才能有效提升建筑的抗震能力。

2、建筑工程抗震設(shè)計主要原則

抗震理念與結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)合，對整體建筑工程而言，建筑設(shè)計為項目的施工提供了主要指導(dǎo)，通常建筑設(shè)計都要在項目施工之前盡可能完善。實際施工過程中建筑設(shè)計方案還會受到自然環(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)計的科學(xué)性與實用性，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)計中表達(dá)出來，就要將抗震設(shè)計與建筑本身的設(shè)計進(jìn)行融合。建筑物抗震能力的提升不能僅依賴外部固件對建筑本身的強(qiáng)化，外部強(qiáng)化的方式在面對強(qiáng)震動時效果不佳，反而可能會引起建筑物的整體倒塌。如果能夠在設(shè)計階段就將抗震理念融合到設(shè)計方案當(dāng)中，就能夠從本質(zhì)上實現(xiàn)對建筑物抗震能力的提升，在面對自然災(zāi)害時才能夠最大限度的為社會大眾帶來庇護(hù)。

3、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中裂縫問題的出現(xiàn)原因

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震設(shè)計具有局部性，在建筑工程設(shè)計過程中，由于工程施工周期較長、規(guī)模較大，因此通常工程是由多個企業(yè)合作完成，而在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計過程中，不同設(shè)計單位大多只是針對自身負(fù)責(zé)的區(qū)域進(jìn)行設(shè)計，缺乏設(shè)計的全局觀，設(shè)計內(nèi)容也缺乏對全局的把控，局部化設(shè)計在影響工程全局安全性的同時，也給企業(yè)發(fā)展造成了極為不利的影響。

4、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計要點

4.1合理確定平立面

在建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，前期的合理結(jié)構(gòu)布局須考慮到建筑物的整體結(jié)構(gòu)特點，并且對平立面進(jìn)行合理的確定。在布局規(guī)劃過程中，要確保建筑物本身結(jié)構(gòu)足夠?qū)ΨQ，且內(nèi)部剛度的變化足夠穩(wěn)定，在同一樓層水平位置，整體剛度之間應(yīng)足夠平穩(wěn)。在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計方面，尤其是對于復(fù)雜建筑物，更要做好平立面的控制。但在建筑設(shè)計時，可能存在不確定性的因素，設(shè)計不規(guī)則的建筑時，可采取設(shè)計抗震縫的方法，將建筑物分成各個規(guī)則的單元，這樣形成的單元的結(jié)構(gòu)都是規(guī)則的，建筑物的抗震性能也得到有效的保證。另外，也要重視對變形縫的合理設(shè)計，由于在整體建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中，變形縫本身的位置也是建筑結(jié)構(gòu)中相對薄弱的一個部位，在地震中很容易出現(xiàn)變形，進(jìn)而演變成致命的破壞點。以上問題都需要在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中予以高度重視。

4.2空間結(jié)構(gòu)簡單

在對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時，需要更好地滿足人們對于居住辦公的需求，這對于建筑項目工程來說是其所要追尋的最終目標(biāo)。因此，相關(guān)工作人員在對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，不僅要注重建筑的平面設(shè)計，同時還應(yīng)當(dāng)將空間結(jié)構(gòu)充分考慮其中。想要使建筑物的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，就需要在空間結(jié)構(gòu)上以更加簡單的方式進(jìn)行布置。因為空間結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的建筑物需要有更多的支撐力量，這會對建筑整體的抗震性能產(chǎn)生重要影響。為了有效避免建筑結(jié)構(gòu)會出現(xiàn)變形的現(xiàn)象，相關(guān)工作人員在對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計時，要在建筑平面的主軸方向上確定好最為適合的強(qiáng)度剛度，從而使建筑的穩(wěn)定性得到有效保障。與此同時，結(jié)合建筑項目的實際情況，觀察其底部結(jié)構(gòu)以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)等多方面特點，盡量選用較為簡潔的空間結(jié)構(gòu)設(shè)計，這樣當(dāng)?shù)卣饋砼R時，建筑物才能夠更好的抵御來自各個方向的沖擊力。

5、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中裂縫問題的處理對策

5.1對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行不斷優(yōu)化

經(jīng)大量調(diào)研數(shù)據(jù)分析可知，不同建筑結(jié)構(gòu)類型的構(gòu)造方法也不盡相同，如剛度均勻的多層建筑一般會采取底部剪力法，但對于底層框架結(jié)構(gòu)建筑而言多數(shù)情況下會選擇雙保險計算手段。因此為從根本上保障建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性、合理性和有效性，對結(jié)構(gòu)設(shè)計進(jìn)行不斷優(yōu)化，也是提高建筑安全性的重要手段。改革開放以來，隨著中國建筑企業(yè)的不斷發(fā)展，國家對于建筑結(jié)構(gòu)提出了一系列標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求，在施工過程中，雖然框架剛度不會出現(xiàn)折減現(xiàn)象，抗震墻卻會有相應(yīng)的折減問題，因此在設(shè)計時，工作人員需從根本上嚴(yán)格遵循法律條文展開相關(guān)的操作，確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計科學(xué)，以此在規(guī)避各種不良問題產(chǎn)生的同時，終為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的實現(xiàn)創(chuàng)造良好條件。

5.2額外增添加固設(shè)計

除了上述方法提升建筑物的抗震能力之外，還需要技術(shù)人員從建筑工程的實際情況出發(fā)，為建筑物額外增加一些加固措施。具體加固措施的選定應(yīng)當(dāng)依據(jù)以下幾個方面：首先是建筑工程本身存在結(jié)構(gòu)缺陷，技術(shù)人員有針對性的對構(gòu)件進(jìn)行補(bǔ)充，實現(xiàn)提升建筑物穩(wěn)定性和抗震水平的目的。也可以采用具有更好抗震能力的構(gòu)建進(jìn)行替換，從材料角度提升抗震能力。如果建筑物的承載力、結(jié)構(gòu)剛度還需要進(jìn)一步提升，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)采用擴(kuò)大原有界面、增加套箍、增加構(gòu)件等方式達(dá)到提升抗震能力的目標(biāo)。

結(jié)語：

總而言之，提升抗震設(shè)計效果，對于預(yù)防地震、降低地震所帶來的損失是非常必要的。相關(guān)工作人員在開展民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，必須要合理應(yīng)用相應(yīng)的抗震技術(shù)，從而使建筑受到地震災(zāi)害時破壞的損失降到最低。因此，在實際設(shè)計過程中，設(shè)計人員要對自身的觀念和結(jié)構(gòu)設(shè)計的知識進(jìn)行積極的改進(jìn)，不斷提升自身的專業(yè)設(shè)計能力，積極學(xué)習(xí)和積累抗震設(shè)計經(jīng)驗，以提升抗震設(shè)計的科學(xué)性和整體效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]閆帥平，張銀芳.淺析建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計[J].綠色環(huán)保建材，2019（05）：81+83.

[2]馬立博.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計理念與方法分析[J].綠色環(huán)保建材，2019（03）：72+75.

[3]周小燕.某超限高層建筑抗震設(shè)計與分析[D].東南大學(xué)，2018.

[4]劉斌.某不規(guī)則超限高層基于性能的抗震設(shè)計與研究[D].南昌航空大學(xué)，2017.

[5]魏璉，王森.中國建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法發(fā)展及若干問題分析[J].建筑結(jié)構(gòu)，2017，47（01）：1-9.