建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震問(wèn)題分析

李海

摘要：建筑工程結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)缺陷，在安全時(shí)期不會(huì)暴露任何問(wèn)題，當(dāng)?shù)卣饋?lái)臨時(shí)會(huì)十分致命。頻發(fā)的地震災(zāi)害促使我國(guó)建筑行業(yè)不斷完善結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，增強(qiáng)建筑性能，提高安全性，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。本文主要針對(duì)建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。

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

一、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(duì)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(guò)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(duì)可能出現(xiàn)的變化進(jìn)行預(yù)測(cè)，并留出應(yīng)對(duì)和調(diào)整的空間。也就是說(shuō)想要將抗震理念在建筑設(shè)計(jì)中表達(dá)出來(lái)，就要將抗震設(shè)計(jì)與建筑本身的設(shè)計(jì)進(jìn)行融合。

二、地震對(duì)于建筑的危害

2.1建筑結(jié)構(gòu)體系

我國(guó)最常用的建筑結(jié)構(gòu)是填墻框架結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在地震發(fā)生時(shí)，平面內(nèi)柱上端會(huì)受到強(qiáng)大的剪切力，從而導(dǎo)致破壞，而外墻框架柱也會(huì)承受較大的剪切力，但同時(shí)受到窗下方墻的約束，容易發(fā)生剪切破壞。采用抗震結(jié)構(gòu)的房屋，在面對(duì)剪切力時(shí)，發(fā)生的形變較小，破壞程度也較小，面對(duì)一般的地震時(shí)破壞程度較輕，且不會(huì)直接發(fā)生倒塌，安全系數(shù)更高。底框結(jié)構(gòu)的建筑在面對(duì)地震時(shí)會(huì)遭受嚴(yán)重破壞，很容易發(fā)生倒塌。

2.2建筑的剛度分布

在矩形平面內(nèi)進(jìn)行設(shè)計(jì)和布置的結(jié)構(gòu)，如電梯井等，在地震發(fā)生時(shí)，其抗側(cè)力構(gòu)件一般會(huì)發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，造成扭曲變形，引發(fā)嚴(yán)重后果，因此，在地震發(fā)生時(shí)不能使用電梯。此外，采用不對(duì)稱平面的建筑，如三角形結(jié)構(gòu)和L形結(jié)構(gòu)、之字形結(jié)構(gòu)，都會(huì)在地震面前發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，擴(kuò)大地震的傷害。

2.3建筑地基

在建筑使用過(guò)程中，可能會(huì)由于人們對(duì)地下水的過(guò)度使用和不透水路面等的作用而導(dǎo)致地下水水位下降，從而引發(fā)不同程度的沉降問(wèn)題，或?qū)е碌鼗两Y(jié)構(gòu)松散，在地震來(lái)臨時(shí)，很可能發(fā)生地下水流向改變及地基土液化、松動(dòng)等，從而導(dǎo)致局部不均勻沉降，使地基對(duì)地上建筑的應(yīng)力發(fā)生改變，建筑受力不均，可能會(huì)傾斜或倒塌，甚至導(dǎo)致裂縫等，結(jié)構(gòu)遭受嚴(yán)重破壞;另外，若軟弱沖積土層場(chǎng)地較厚，地震時(shí)就可導(dǎo)致上層建筑的破壞，加深建筑結(jié)構(gòu)受損程度;在地形因素不利或較危險(xiǎn)地段建造的房屋，會(huì)直接因地基破壞而發(fā)生倒塌。

2.4構(gòu)件

根據(jù)我國(guó)對(duì)多次地震相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，總結(jié)出以下規(guī)律：一般來(lái)說(shuō)，采用框架結(jié)構(gòu)的建筑中，在地震發(fā)生時(shí)相對(duì)于房梁和材料板而言，承重柱的破壞程度更加嚴(yán)重;在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，一般窗戶下方的墻體會(huì)在地震時(shí)遭受斜向應(yīng)力，從而產(chǎn)生裂縫;但采用螺旋箍筋的混凝土結(jié)構(gòu)，在地震過(guò)后仍然能保存得較為完整，核心混凝土結(jié)構(gòu)一般不會(huì)遭到太大的破壞，柱體仍然保留較強(qiáng)的抵抗能力。

三、提高建筑工程抗震能力具體策略研究

3.1嚴(yán)謹(jǐn)選擇建筑場(chǎng)地和地基類型

建筑物所處的地質(zhì)條件以及地基的質(zhì)量對(duì)建筑物本身的穩(wěn)定性和抗震能力的影響是直接且關(guān)鍵的，建筑場(chǎng)地和地基類型的選擇是提高建筑物抗震能力的基礎(chǔ)要素。在敲定選擇之前，首先要對(duì)所處區(qū)域的震動(dòng)情況和強(qiáng)度進(jìn)行全面的了解，借助科學(xué)技術(shù)手段掌握區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)情況。確保信息的真實(shí)、有效且全面的基礎(chǔ)上分析目標(biāo)場(chǎng)地開展建筑工程的可行性。除此之外，還需要對(duì)建筑物的抗震水平有清晰明確的評(píng)估和認(rèn)知，在設(shè)計(jì)階段對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)和安排，便于建筑物抗震理念的表達(dá)。如果評(píng)估結(jié)果顯示目標(biāo)場(chǎng)地不適合開展建筑工程，開發(fā)單位應(yīng)當(dāng)盡可能的轉(zhuǎn)變建設(shè)地點(diǎn)，如果建設(shè)地點(diǎn)已經(jīng)無(wú)法改變，就要通過(guò)技術(shù)手段或設(shè)計(jì)方法提高建筑物的應(yīng)對(duì)能力。需要特別注意的是，高層建筑必須要建立在相對(duì)密度較高的土地上，保證建筑物的抗震能力和穩(wěn)定性，充分保障使用者的安全和權(quán)益。

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(duì)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(guò)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(duì)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(duì)強(qiáng)震動(dòng)環(huán)境時(shí)出現(xiàn)的損壞也更為嚴(yán)重。

3.3結(jié)構(gòu)材料的選擇和質(zhì)量控制

材料始終是建筑工程質(zhì)量的關(guān)鍵，材料的選擇對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和抗震能力有著決定性的作用。尤其是高層建筑工程的抗震設(shè)計(jì)，要整合不同建筑構(gòu)件的延性，通過(guò)協(xié)調(diào)不同構(gòu)件的延性實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和抗震水平的有效提升。應(yīng)當(dāng)特別注意鋼筋的選擇，鋼筋的韌性越強(qiáng)，建筑結(jié)構(gòu)能夠抵抗的震動(dòng)也就越強(qiáng)。建筑材料的質(zhì)量需要嚴(yán)格把控的，包括材料選擇、采購(gòu)、管理等全部環(huán)節(jié)都要有專業(yè)且嚴(yán)格的監(jiān)管。出于經(jīng)濟(jì)效益的角度考慮，建筑單位必然要控制工程的造價(jià)。

3.4增加消能減震

隨著人均土地資源的緊張，高層建筑的數(shù)量不斷增加，對(duì)建筑物抗震能力的需求也在不斷上升。相比于其他類型建筑物，高層建筑物還需要附加隔振和消能的能力。想要實(shí)現(xiàn)這一方面的目標(biāo)，就要從地基方面入手，通過(guò)地基目的和質(zhì)量的提升緩沖震動(dòng)給建筑本體帶來(lái)的影響。建筑結(jié)構(gòu)、高度的不同都會(huì)給建筑的隔振系數(shù)帶來(lái)影響，這些內(nèi)容應(yīng)當(dāng)在設(shè)計(jì)階段就充分的考慮并表現(xiàn)在設(shè)計(jì)方案當(dāng)中。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，相關(guān)工作者在進(jìn)行大規(guī)模工程建造的同時(shí)，必須注重建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，嚴(yán)格遵循國(guó)家的相關(guān)規(guī)定，采取科學(xué)的方法做好抗震設(shè)計(jì)，并使用性能較好的原材料，提高建筑安全性能和抗震性能，保障我國(guó)居民的安全。

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