建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震問(wèn)題的分析探討

洪東坡

摘? 要：在設(shè)計(jì)人員對(duì)各類(lèi)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中，為了保障建筑物在后續(xù)使用中的安全性能應(yīng)當(dāng)結(jié)合建筑的實(shí)際施工位置以及地質(zhì)結(jié)構(gòu)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)工作進(jìn)行深入分析。只有這樣才能保障建筑項(xiàng)目在建設(shè)施工完成之后的安全性以及合理性，為此本文對(duì)建筑結(jié)構(gòu)工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震問(wèn)題進(jìn)行了全面探討。希望通過(guò)本文可以為相關(guān)工作提供一些參考。

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

1建筑工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)研究的關(guān)鍵意義

從當(dāng)前的實(shí)際情況而言，人類(lèi)在各項(xiàng)工作開(kāi)展中最為常見(jiàn)的自然災(zāi)害之一，同時(shí)其產(chǎn)生的破壞性非常大。一旦地震發(fā)生，倘若人們居住的建筑物不具備足夠的抗震能力的話(huà)會(huì)造成極大的生命財(cái)產(chǎn)損失。因此建筑物的抗震能力對(duì)其使用安全性有著非常重要的意義。在很久以前，我國(guó)便根據(jù)人們的居住安全需求對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震標(biāo)準(zhǔn)提出了小震不壞，中震可修，大震不倒這一重要原則。此外大部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員當(dāng)前都已經(jīng)認(rèn)識(shí)到了建筑結(jié)構(gòu)抗震能力對(duì)于建筑物后續(xù)安全使用所具有的重要意義，并且嚴(yán)格地按照國(guó)家所提出的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)建筑物進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，從而保障建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力。

2建筑工程中抗震設(shè)計(jì)的主要原則

2.1建筑形體及其構(gòu)建步驟的布置的規(guī)則性

為了保障建筑物的抗震能力，國(guó)家對(duì)建筑物的抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行了一系列有效的規(guī)范，而對(duì)于建筑物的規(guī)則性判定標(biāo)準(zhǔn)采用的是《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB500101-2010（2016年版）第3.4節(jié)中明確指出：特別不規(guī)則的建筑應(yīng)進(jìn)行專(zhuān)門(mén)研究及論證，采取特別的加強(qiáng)措施;嚴(yán)重不規(guī)則的建筑的則不應(yīng)采用。因此為了保障建筑物本身所具有的抗戰(zhàn)能力，應(yīng)當(dāng)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中選擇一些合理的組織形式。在方案設(shè)計(jì)工作進(jìn)行中，為了保障建筑結(jié)構(gòu)的合理性設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)層平面布置圖進(jìn)行認(rèn)真研究，查看設(shè)計(jì)中是否存在不規(guī)則樓板不連續(xù)等不良問(wèn)題。一些有利于抗震的規(guī)則平面有方形、矩形、正多邊形等等，然后對(duì)其余各層的平面布置圖及立體剖面圖進(jìn)行詳細(xì)檢查。一旦發(fā)現(xiàn)存在抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)等不良問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)立即對(duì)其進(jìn)行整改。此外建筑立面應(yīng)當(dāng)盡可能地采用矩形、梯形以及三角形等由下到上變化均勻的形式，這些形狀可以避免高度變化過(guò)大等不良現(xiàn)象。如果方案階段中就存在很多不規(guī)則情況，那么設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)及時(shí)指出方案設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，并且提供相應(yīng)的解決辦法。

在初始設(shè)計(jì)中，建筑物的平面立面以及剖面已經(jīng)基本確定。這時(shí)可以通過(guò)一些技術(shù)手段的合理應(yīng)用規(guī)避一些不規(guī)則設(shè)計(jì)的出現(xiàn)，例如可以對(duì)結(jié)構(gòu)的抗扭剛度進(jìn)行合理化調(diào)節(jié)。對(duì)于一些層高遠(yuǎn)超正常范圍之內(nèi)的建筑可以增加一些豎向構(gòu)件以及梁的截面尺寸來(lái)防止建筑結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度不規(guī)則的情況。

2.2地基基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)

地基基礎(chǔ)是整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最為重要的一項(xiàng)內(nèi)容。我國(guó)地域跨度較大，不同地區(qū)的地質(zhì)更是千差萬(wàn)別，因此地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)要比地上結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜得多。在設(shè)計(jì)地基基礎(chǔ)的過(guò)程當(dāng)中，設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)對(duì)地基基礎(chǔ)所處地質(zhì)結(jié)構(gòu)等各項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行充分了解。只有這樣才能保障地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的安全性，進(jìn)而保障建筑物的后續(xù)使用質(zhì)量。對(duì)于地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作而言，在進(jìn)行的過(guò)程當(dāng)中不但要加大對(duì)國(guó)家制定的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行遵守，同時(shí)要又要積累大量的工程經(jīng)驗(yàn)。在選址的過(guò)程當(dāng)中應(yīng)當(dāng)對(duì)施工地區(qū)近些年來(lái)的地震活動(dòng)情況以及工程地質(zhì)等各項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行充分了解，對(duì)于一些頻繁發(fā)生地震的地段或是地質(zhì)質(zhì)量不過(guò)關(guān)的地段不應(yīng)當(dāng)建造建筑物。對(duì)于一些不利的地段應(yīng)當(dāng)提前避開(kāi)確實(shí)無(wú)法避開(kāi)時(shí)應(yīng)當(dāng)采用一些結(jié)構(gòu)加強(qiáng)措施。在設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)勘察報(bào)告進(jìn)行深入研究，從而充分的了解到建筑所在場(chǎng)地的地質(zhì)情況。結(jié)合設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)采取合理的工程形式，當(dāng)選擇類(lèi)型較多時(shí)應(yīng)當(dāng)對(duì)施工的便利性以及造價(jià)的低廉性等進(jìn)行有效選擇保障，選出最為合理的形式。

2.3結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算

結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算工作是當(dāng)前我國(guó)保障建筑物抗震能力的關(guān)鍵技術(shù)之一，同時(shí)也是設(shè)計(jì)人員在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)接觸最多的內(nèi)容。在抗震驗(yàn)算工作正式開(kāi)始之前，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)對(duì)建筑物的地理位置等一系列內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)查看，最終確定出地震動(dòng)參數(shù)。就一般情況而言，只需要對(duì)水平地震作用進(jìn)行有效驗(yàn)算即可。但是當(dāng)遇到一些建筑結(jié)構(gòu)跨度較大的形式時(shí)應(yīng)當(dāng)加入對(duì)豎向地震作用的驗(yàn)算工作。就一般情況而言，建筑物規(guī)模越大，那么相應(yīng)的復(fù)雜程度也會(huì)增大。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，當(dāng)前結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算工作可以通過(guò)一些便捷的結(jié)構(gòu)分析軟件來(lái)保障最終數(shù)據(jù)的有效性，例如國(guó)內(nèi)常用的PKPM、YJK等。通過(guò)抗震驗(yàn)算工作可以預(yù)知地震作用下建筑物可能產(chǎn)生的變形以及各構(gòu)建所需承受的耐力等數(shù)據(jù)。通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析對(duì)結(jié)構(gòu)布置進(jìn)行有效調(diào)節(jié)，從而保障建筑物能夠在地震來(lái)臨時(shí)依然擁有足夠的抗震能力。通過(guò)上文所述不難發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算是一項(xiàng)需要反復(fù)試算調(diào)整的工作，當(dāng)該項(xiàng)工作完成之后建筑物整體的抗震設(shè)計(jì)工作基本完成。

3建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中具體抗震問(wèn)題分析

3.1抗震設(shè)防分類(lèi)判別

就當(dāng)前而言我國(guó)建筑抗震設(shè)防風(fēng)類(lèi)別主要為特殊設(shè)防類(lèi)、重點(diǎn)設(shè)防類(lèi)、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類(lèi)、適度設(shè)防類(lèi)4大類(lèi)型。國(guó)內(nèi)大部分建筑都屬于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類(lèi)。規(guī)范中的定義也是大量排除了其他三類(lèi)的建筑，這類(lèi)建筑不再過(guò)多關(guān)注。因此本文主要對(duì)工程設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到的一些重點(diǎn)設(shè)防類(lèi)建筑進(jìn)行分析探討：

第一，建筑教育建筑中幼兒園、小學(xué)、中學(xué)的教學(xué)樓、宿舍、食堂、醫(yī)療建筑中的二、三級(jí)醫(yī)院中均屬于重點(diǎn)設(shè)防類(lèi)。對(duì)于學(xué)校建筑以及醫(yī)療建筑而言，一些區(qū)域由于其地區(qū)的特殊性又進(jìn)行了一些專(zhuān)門(mén)的規(guī)定。這時(shí)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行抗擊抗震設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)尤其對(duì)這些內(nèi)容進(jìn)行注意。例如唐山市的地震局明確規(guī)定，學(xué)校幼兒園以及醫(yī)院等區(qū)域應(yīng)當(dāng)按照當(dāng)?shù)卦O(shè)防標(biāo)準(zhǔn)上再提高一度進(jìn)行抗震計(jì)算。此項(xiàng)規(guī)定遠(yuǎn)比國(guó)家規(guī)范嚴(yán)格，因此在對(duì)唐山地區(qū)的建筑項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)按照此項(xiàng)規(guī)定進(jìn)行。

第二，對(duì)于一些商業(yè)建筑中人流較為密集的區(qū)域應(yīng)當(dāng)按照重點(diǎn)設(shè)防類(lèi)進(jìn)行設(shè)計(jì)。有規(guī)定指出一個(gè)區(qū)段內(nèi)人流量為5000人，建筑面積約為17，000平方米或營(yíng)業(yè)面積7000平方米以上的商業(yè)建筑屬于人流密集類(lèi)的商業(yè)建筑。這時(shí)應(yīng)當(dāng)按照重點(diǎn)設(shè)防類(lèi)對(duì)其抗震結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效設(shè)計(jì)。

3.2抗震等級(jí)確立

對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，其實(shí)際抗震等級(jí)是采取抗震措施的重要指標(biāo)。因此在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)首先對(duì)抗震等級(jí)進(jìn)行確立，然后才可以進(jìn)行后續(xù)的工作。設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)、抗震墻結(jié)構(gòu)等可以直接按照國(guó)家所頒布的規(guī)范表格進(jìn)行確定。而對(duì)于框架結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)按照國(guó)家規(guī)定中的水平力作用下結(jié)構(gòu)底層框架部分承受的地震傾覆力矩與結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的比值確定相應(yīng)的抗震等級(jí)。

4結(jié)束語(yǔ)

地震屬于不可抗力的自然災(zāi)害，破壞力極大。在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)多加思考保障建筑物的抗震性能。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈鈺婷.建筑地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2021（22）：4-6.DOI：10.13616/2021.11.201.

[2]馬永佳.現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)及加固處理研究[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2021，20（22）：52-53.

[3]顏劍超.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不規(guī)則問(wèn)題與抗震措施分析[J].磚瓦，2021（10）：91-92.DOI：10.16001/1001-6945.2021.10.035.

[4]王映雪.探究土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震問(wèn)題[J].磚瓦，2021（10）：106-107.DOI：10.16001/1001-6945.2021.10.043.