建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計理念

曲靳

摘 要：在我國教育、經(jīng)濟(jì)、文化、科學(xué)等領(lǐng)域全方面發(fā)展的背景下，人民群眾生活質(zhì)量水平得到了顯著提升，在社會多方面支持下人們對居住生活建筑提出了更高的要求，建筑房屋不僅要質(zhì)量合格，抗震效果也要達(dá)到一定的高度，這對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員來說是一種全新的設(shè)計挑戰(zhàn)。地震會給房屋建筑造成極大地沖擊作用，破壞內(nèi)部整體結(jié)構(gòu)，造成建筑物倒塌，致使建筑物內(nèi)部人員受到生命危險，針對這情況我國在很早之前就開始提升建筑設(shè)計抗震要求，但是由于部分設(shè)計人員疏忽和不可抗拒因素，一些建筑物抗震效果較差，其整體建筑質(zhì)量使人擔(dān)憂。為此，本文結(jié)合筆者數(shù)年建筑設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，淺談建筑設(shè)計抗震設(shè)計理念優(yōu)化方向，意指為我國建筑設(shè)計人員技術(shù)水平進(jìn)步貢獻(xiàn)自己的力量。

關(guān)鍵詞：設(shè)計理念;抗震結(jié)構(gòu);設(shè)計原則;設(shè)計優(yōu)化

引言：2008年汶川地震給我國人民帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，舉國陷入悲痛之中，地震給我國人民留下了不可磨滅的印象，自2008年開始我國建筑行業(yè)對建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計要求不斷提升，建筑人員設(shè)計房屋難度逐漸加大，但是部分設(shè)計人員面對抗震要求與挑戰(zhàn)沒有明確的認(rèn)識，致使建筑項(xiàng)目在設(shè)計初期就沒有良好的抗震性。為了避免這一問題的發(fā)生，設(shè)計人員必須提升自身設(shè)計理念，采用科學(xué)、合理設(shè)計方案，進(jìn)而保證建筑抗震效果可以達(dá)到預(yù)期值，提升建筑整體質(zhì)量。

一、抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計初衷

嚴(yán)格來講，所有人為建筑設(shè)計的初衷都是保證建筑物的安全性，即內(nèi)部使用安全以及外部管觀賞安全，一個建筑只有在能夠確保安全后才可能投入使用。而地震作為地球地殼的常規(guī)變化運(yùn)動，對于地面上的人和動物來說都有一定的影響，建筑物需要有能夠抵抗4以下的地震，保證建筑物不會受到任何的損壞。此外，在發(fā)生4以上地震時，建筑物應(yīng)該保持整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不會輕易倒塌或是主梁結(jié)構(gòu)發(fā)生形變等問題我，為建筑物內(nèi)人員撤離爭取時間。最后在發(fā)生7級以上特大地震時，建筑物要在最大限度上保證不會垮塌，為后續(xù)營救人員營救任務(wù)開展帶來一定的便捷性，加快搜救人員援助速度，讓更多受災(zāi)人員獲得幫助。以上就是建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計基本目的[1]。

二、建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計基本原則

在我們賴以生存的地球上，每年都會發(fā)生2萬余次地震，5級以上地震超過3000件，6級以上地震超過120次，7級以上地震超過10次，如此頻發(fā)的地球環(huán)境，設(shè)計人員在設(shè)計建筑抗震界結(jié)構(gòu)時，需要遵守“小震不壞、中縝穩(wěn)定、大震不倒”的基本原則，針對不同地區(qū)、不同建筑要求，要采用不同的設(shè)計方案[2]。簡單來說，如我國東北地區(qū)地震頻發(fā)率較低，震感較小，對建筑物不會產(chǎn)生致命性破壞，為此在設(shè)計過程中需要使用彈性較好的建筑材料即可，在后期保養(yǎng)與維修方面都較為便捷;又如在我國陜西地區(qū)地震強(qiáng)度與頻率較東北地區(qū)略高，地震影響較為惡劣，在這種情況下設(shè)計人員需要采取一定的補(bǔ)修措施，在使用彈性材料的基礎(chǔ)上提升建筑承重力度與延展力度，使建筑物在面臨地震時，作出抗震反應(yīng);又如我國四川盆地地勢地區(qū)，就屬于大強(qiáng)度地震多發(fā)區(qū)域，在發(fā)生地震時建筑物會承受高強(qiáng)度地震能量破壞，對于該地區(qū)設(shè)計人員要從內(nèi)部結(jié)構(gòu)、泥柱澆灌、承重墻設(shè)計、外墻保溫等多方面進(jìn)行抗震效果設(shè)計優(yōu)化，促使整體建整體抗震效果增強(qiáng)，即使在面臨高強(qiáng)度地震時，主體結(jié)構(gòu)也不會發(fā)生坍塌，給被掩埋者提供生還的可能性[3]。

上述內(nèi)容簡述了三種具有代表性的抗震設(shè)計，選取的舉例地區(qū)也是近幾年地震頻發(fā)區(qū)域。對于那些沒有發(fā)生過中強(qiáng)度地震或高強(qiáng)度地震地區(qū)，該地區(qū)設(shè)計人員也要對抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化加以重視。地震作為地球自然運(yùn)動反應(yīng)，現(xiàn)階段沒有任何技術(shù)手段可以提前預(yù)知地震的發(fā)生，所以在任何地區(qū)都可能突發(fā)高強(qiáng)度地震，若沒有提前做好抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，建筑物很可能面臨突然倒塌的可能，增加受災(zāi)人數(shù)數(shù)量，為營救工作帶來較大的難度[4]。

三、抗震設(shè)計材料的選擇與布置

對建筑物來說選擇抗震效果較好的材料必然會直接提升整體抗震能力，故此，設(shè)計人員應(yīng)該在滿足甲方建筑要求和造價計算要求基礎(chǔ)上，選著合適建筑材料。隨著我國科技發(fā)展許多新型建筑材料與建筑結(jié)構(gòu)體系被研發(fā)出來，這些新型材料不僅造價低于傳統(tǒng)混凝土材料，而且在抗震效果上也有著卓越的表現(xiàn)，但是部分設(shè)計人員對于新型材料市場并不是十分了解，不敢貿(mào)然使用全新的抗震材料，致使建筑整體抗震能力一直處于落后的水平。對于這種問題，設(shè)計人員應(yīng)該先對建筑構(gòu)造需求、場地環(huán)境、施工團(tuán)隊技術(shù)能力、硬件設(shè)備支持以及施工技術(shù)人員職業(yè)素質(zhì)進(jìn)行全方面了解，在有信心開展新材料建筑基礎(chǔ)上，進(jìn)行創(chuàng)新性設(shè)計方案優(yōu)化。此外，設(shè)計人員在使用新型抗震材料時，還需要在抗震結(jié)構(gòu)組成上提升整體建筑的延展性、強(qiáng)度性、重力性，重新評估整體建筑的重心位置、受力程度、正交性數(shù)值。具體來講，設(shè)計人員需要對材料與建筑融合性重新評估，避免出現(xiàn)，建筑不穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)較差等問題。在完成設(shè)計圖紙交接工作后，設(shè)計人員可以在親臨施工現(xiàn)場，與建筑團(tuán)隊一起見證新型材建筑搭建過程，記錄下施工人員在建筑過程中遇到的設(shè)計問題，積攢新型材料使用經(jīng)驗(yàn)，為今后建筑抗震設(shè)計理念提升打下堅實(shí)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)[5]。

四、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計理念提升方向

部分設(shè)計人員對抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計理念提升沒有任何的頭緒，筆者建議設(shè)計人員可以先從抗震等級設(shè)定開始著手，以此來逐步提升自身的設(shè)計經(jīng)驗(yàn)，轉(zhuǎn)換傳統(tǒng)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計理念。此外，以抗震等級作為設(shè)計理念提升方向，可以在最大限度上提升建筑質(zhì)量，避免在地震時建筑整體垮塌、永久性損毀等問題發(fā)生，及時是高強(qiáng)度地震也能堅持較長的穩(wěn)定時間，這與抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計目的不謀而合[6]?；诖朔N情況，設(shè)計人員在開展設(shè)計工作之前，應(yīng)積極與當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)勘探部門取得聯(lián)系，了解近20～40年之間地區(qū)地震發(fā)生頻率，確定當(dāng)?shù)氐卣鹫鸩ㄆ骄鶑?qiáng)度，以此來規(guī)劃具有針對性的抗震等級，在抗震等級較高區(qū)域，設(shè)計人員需要強(qiáng)化基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計，在地震等級其于較低區(qū)域，需要使用彈性較好的建筑材料。在同等條件下，設(shè)計人員要提升建筑基礎(chǔ)抗震能力，簡單來說，就是將低強(qiáng)度地震區(qū)域建筑設(shè)計成可以抵抗中級強(qiáng)度地震建筑，避免地震強(qiáng)度上升影響建筑整體抗震效果。我國雖然不屬于地震頻發(fā)國家，但是也要提升設(shè)計人員抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計水平，保障我國人民生命財產(chǎn)安全，使地震的危害降至最低。

綜合上文所述內(nèi)容，設(shè)計人員在進(jìn)行建筑抗震設(shè)計時，首先需要摒棄傳統(tǒng)意義上的抗震理念，使用全新的抗震材料提升建筑抗震效果，發(fā)揮抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計做大的意義與價值。此外，設(shè)計人員要提升自身設(shè)計水平，從不同的方向來完善建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計，從而在不破壞建筑整體質(zhì)量的前提下，發(fā)揮建筑整體抗震效果，最終出盡建筑設(shè)計行業(yè)整體發(fā)展。

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