淺析建筑設(shè)計在建筑抗震設(shè)計中的重要性

李倩倩 西寧市工程咨詢院股份有限公司

隨著我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展與城市化建設(shè)的大力推進，建筑行業(yè)整體規(guī)模不斷擴大，相應(yīng)地人們對建筑的抗震能力要求在提高。然而，從建筑工程的實際情況來看，大部分的土建機構(gòu)工程抗震級別不高，甚至存在沒有經(jīng)過抗震處理的情況，面對大型地震災(zāi)害，大部分建建筑物抵御能力較低。為了提高土建結(jié)構(gòu)工程的抗震加固技術(shù)水平，相關(guān)部門應(yīng)該引起重視，保證土建工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性。

一、建筑抗震設(shè)計的重要性

地震發(fā)生時，震源產(chǎn)生的縱波和橫波會對建筑造成巨大的沖擊，沖擊直接作用于建筑，會損毀建筑結(jié)構(gòu)，降低建筑的安全性。建筑抗震技術(shù)的主要原理是利用緩沖阻尼裝置分解和吸收部分地震能量，降低地震對建筑的影響。在抗震設(shè)計中，可將建筑簡化為支座，利用支座和建筑構(gòu)件吸收和弱化地震能量，降低地震對建筑物的破壞；隔震技術(shù)是利用特殊的構(gòu)造設(shè)計提升建筑物整體抗震性能。隔震技術(shù)對小型地震的防范效果較好，發(fā)生地震時，建筑只會產(chǎn)生輕微搖晃，不會損傷建筑結(jié)構(gòu)，可有效保證建筑結(jié)構(gòu)完整。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中合理使用抗震技術(shù)，可提升建筑整體的抗震性能，確保建筑的安全性和穩(wěn)定性。

二、加強建筑結(jié)構(gòu)工程抗震設(shè)計的措施

（一）抗震接地設(shè)計應(yīng)用

接地設(shè)計是抗震技術(shù)應(yīng)用的重要部分，能夠充分起到抗震技術(shù)的重要作用，尤其是抗震技術(shù)中的接地設(shè)計較為復(fù)雜，對于設(shè)計的科學(xué)性和技術(shù)性要求都較高，必須做好設(shè)計質(zhì)量的嚴格把控。在現(xiàn)代建筑行業(yè)中，建筑會受到四周環(huán)境的影響較大，所以通常情況下抗震和保護地都需要在大樓基礎(chǔ)鋼筋網(wǎng)中進行接地處理。比如電源TN-S5系統(tǒng)的應(yīng)用，需要將底層變電設(shè)置引出接地，保障接地的安全性。主要原理在于建筑基礎(chǔ)鋼筋網(wǎng)可以起到自然接地網(wǎng)的良好作用，通過柱子的鋼筋內(nèi)部設(shè)計，能夠在下線引出的同時直接將屋頂?shù)慕娱W器進行鏈接，使樓層鋼筋實現(xiàn)抗震的電位面，既能夠保證系統(tǒng)設(shè)備的正常運行，又能夠使建筑的抗震性能得到提高，從而達到保護人們生命和財產(chǎn)安全的重要作用。

（二）提升結(jié)構(gòu)延性

①延性材料。如果使用延性材料在發(fā)生彈性變形或重復(fù)彈性變形時，延性不會有明顯下降。②桿件的延性。為了改善結(jié)構(gòu)的延性，應(yīng)檢查結(jié)構(gòu)部件的桿件的延性，例如塑性變形、能量耗散等。③構(gòu)件的延性。某一個構(gòu)件發(fā)生塑性變形和消耗能量的能力，可以通過提高墻體或框架的延性來改善建筑結(jié)構(gòu)的整體延性。通常，建筑結(jié)構(gòu)的延性與其抵抗塌陷或塑性變形的能力有關(guān)。可以在設(shè)計中使用以下方法：①在平面上，增強突變處和轉(zhuǎn)角處之類的延性；②對于豎向，可以增強薄弱樓板延性；③增加首道抗震防線部分的構(gòu)件延性。

（三）高阻尼抗震設(shè)計

建筑結(jié)構(gòu)具有復(fù)雜性特點，部分建筑的設(shè)計方案較特殊，將其受力模型簡化后，可發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)沒有支座設(shè)計，這樣的建筑結(jié)構(gòu)不允許發(fā)生橫向位移。地震橫波會對建筑結(jié)構(gòu)造成較大破壞，降低建筑結(jié)構(gòu)的安全性。對這樣的結(jié)構(gòu)進行抗震設(shè)計，可考慮增設(shè)高阻尼支座裝置，這種裝置使用高分子材料制成，通過剛性連接將裝置安裝至建筑的上下構(gòu)件之間，裝置的高分子阻尼裝置能夠吸收地震產(chǎn)生的較大能量，減緩地震對結(jié)構(gòu)的損害，提升建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

（四）設(shè)置多道抗震防線

①科學(xué)選擇抵御地震的第一道防線。嚴格來說，第一道防線設(shè)置和選型負擔(dān)比較小或者沒有，可以選擇一些比較小的填充墻和豎向支撐墻就可以承重。嘗試選擇盡可能小的軸向壓縮設(shè)計，通常具有較高軸向壓縮力的框架柱不適合第一道防線。但是，根據(jù)施工的約束，只能使用單一的框架系統(tǒng)，該框架的支柱是結(jié)構(gòu)系統(tǒng)抗側(cè)力的主要因素，因此應(yīng)選擇“強柱弱梁”設(shè)計。②通過安裝冗余組件可以形成多條抗震防線。建筑物通常使用雙重抗側(cè)力體系：框架－抗震墻、芯筒－框架、內(nèi)墻筒－外框筒、框架－支撐。根據(jù)水平地震側(cè)力，可以依靠支撐或墻體等框架為主要抗震防線。

（五）增大截面積抗震加固法

當(dāng)梁、柱構(gòu)件抗震力不夠時可采用增大截面積的方法，以此提升土建結(jié)構(gòu)整體的承載力。在混凝土結(jié)構(gòu)當(dāng)中該技術(shù)比較常見，由于其操作比較簡單，對相關(guān)施工人員的素質(zhì)要求較低，因而在土建結(jié)構(gòu)工程中廣泛應(yīng)用。另外，對增大截面積抗震加固法在土建結(jié)構(gòu)中使用，首先要考慮分析整體結(jié)構(gòu)，不能為局部加大而加大，必須選擇良好的施工材料，保證所選擇的材料與土建結(jié)構(gòu)較好結(jié)合，以此在根本上確保土建結(jié)構(gòu)整體承載力提升。此外，加大截面還需要考慮三點：其一是在使用該技術(shù)時注意結(jié)構(gòu)加固后的固有頻率進入到地震或風(fēng)震的共振區(qū)域；其二是現(xiàn)場濕作業(yè)的工作量較大，相對養(yǎng)護時間比較延長；其三是構(gòu)建截面的增大對結(jié)構(gòu)的外觀及房屋或橋梁凈空造成影響，需要對梁、板及柱等一般結(jié)構(gòu)加固。

三、結(jié)語

在未來建筑設(shè)計的過程中，需要注意使用合適的方法來控制建筑設(shè)計和抗震設(shè)計之間的關(guān)聯(lián)性，建筑設(shè)計是抗震設(shè)計的實施前提。在開展抗震設(shè)計的過程中，需要將建筑設(shè)計與結(jié)構(gòu)設(shè)計進行綜合考量，保證這兩者能夠處于穩(wěn)定的發(fā)展狀態(tài)。只有兩者進行整合，才能夠抗震性能得到發(fā)揮，將抗震水平進行提升。