房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要求

吳峰

摘要：如何結(jié)合我國(guó)在社會(huì)發(fā)展和地震環(huán)境等方面的實(shí)際情況，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行不斷的提高與完善，促進(jìn)其不斷朝著更安全、更經(jīng)濟(jì)、更合理的方向發(fā)展，是目前建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)工作者的首要任務(wù)。

關(guān)鍵詞：房屋建筑 結(jié)構(gòu) 抗震設(shè)計(jì)

前言

建筑工程的抗震性能取決于抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，這就對(duì)對(duì)抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。建筑單位需要不斷分析預(yù)見地震災(zāi)害中可能會(huì)遇到的各種問(wèn)題，需要我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中有效規(guī)避這些問(wèn)題、不斷優(yōu)化抗震結(jié)構(gòu)、盡量減小地震造成的建筑損失。

一、建筑場(chǎng)地的要求

地震的破壞主要是二次破壞。就是在地震后，建筑物的損壞對(duì)人類帶來(lái)的傷害。地震中，由于地質(zhì)的變化，使地質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，破壞了建筑的地基結(jié)構(gòu)。所以對(duì)于房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震的設(shè)計(jì)要求中，需要對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行認(rèn)真選擇。首先，盡量避開不利于抗震的地區(qū)。在地質(zhì)比較松軟，容易發(fā)生變化，河岸邊、山旁和地勢(shì)不平的地段盡量不要進(jìn)行建筑工作，否則一旦發(fā)生地震，將會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的破壞，甚至導(dǎo)致建筑物倒塌。如果非要在以上地段進(jìn)行建筑，則需要采取有效的抗震措施。其次，選擇合理的地理?xiàng)l件。在開闊的、地質(zhì)穩(wěn)定的地區(qū)進(jìn)行建筑。最后。要避開危險(xiǎn)環(huán)境，在有可能發(fā)生危險(xiǎn)的地段嚴(yán)禁建筑。建筑的場(chǎng)地是影響建筑所受地震危害的主要原因。根據(jù)科學(xué)家調(diào)查表示，土質(zhì)越堅(jiān)硬，建筑物越結(jié)實(shí)，所受地震危害越小，相反，地質(zhì)松軟的地區(qū)，一旦發(fā)生地震，將會(huì)帶來(lái)不可估量的損失。

二、地基和基礎(chǔ)的要求

大量實(shí)踐表面，同一個(gè)建筑，不能夠建立在不同土質(zhì)的地基上。在建筑過(guò)程中，只能采取同一種建筑方式，即相同的地基。房屋建筑對(duì)于地基的埋置也有一定的要求。如果埋置的過(guò)淺，將會(huì)給建筑帶來(lái)不利的影響，使建筑物的嵌固作用減小，在地震過(guò)程中不能發(fā)揮地基的作用，從而造成振幅增大，增加了地震帶來(lái)的危害。所以，對(duì)于地基的埋置，要按照深埋理念，盡量加深地基，并做好基槽的回填和夯實(shí)工作，提高地基的穩(wěn)定性。房屋建筑主要是由基礎(chǔ)和上部建筑構(gòu)成的。為了加強(qiáng)兩部分建筑之間的整體性，基礎(chǔ)在室外的地坪下不宜做內(nèi)外交圈的基礎(chǔ)圈梁。同時(shí)為了使上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)之間的連接更加的牢固，就要把上部結(jié)構(gòu)的構(gòu)造柱鋼筋插入到基礎(chǔ)的圈梁中。當(dāng)?shù)鼗耐临|(zhì)剛度不強(qiáng)時(shí)，還應(yīng)該在基底的底部布置圈梁。

三、構(gòu)建抗震的結(jié)構(gòu)體系

結(jié)構(gòu)體系是建筑抗震設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)支持，是建筑工程抗震能力的保障，能夠均衡分配單元受力。第一航側(cè)力構(gòu)件，剪力墻是抗側(cè)力的一部分，不斷優(yōu)化剪力墻設(shè)計(jì)可以有效提高抗震能力。施工企業(yè)需在建筑周邊地區(qū)規(guī)劃剪力墻的位置，一般設(shè)計(jì)在承載力比較大的地方，利用剪力墻提高建筑的承載力保持高強(qiáng)度的穩(wěn)定性，避免受到地震影響。建筑工程的建設(shè)并不是完全處于水平狀態(tài)，實(shí)際仍舊存在凹凸部分，此類部分較容易受到地震影響。因?yàn)槠湓趦?nèi)力分配上缺乏穩(wěn)定性，施工企業(yè)可以利用剪力墻，充當(dāng)抗震部分將剪力墻設(shè)計(jì)成不同類型，彌補(bǔ)建筑工程抗震結(jié)構(gòu)的缺陷。剪力墻發(fā)揮抗側(cè)力時(shí)還需考量整體建筑的高度，防止側(cè)力過(guò)大，干擾抗震設(shè)計(jì)。第二，注重結(jié)構(gòu)體系的整體性。抗震體系的整體性能越高表示建筑工程的抗震能力越強(qiáng)，因此，施工企業(yè)需對(duì)建筑工程的重點(diǎn)部分進(jìn)行抗震整體性設(shè)計(jì)，樓蓋是抗震體系設(shè)計(jì)的中心，影響建筑工程的抗震性能。樓蓋在抗震體系中，具有水平作用力，能夠平衡分配垂直方向的抗側(cè)力。穩(wěn)定建筑工程的單元結(jié)構(gòu)，保障單元結(jié)構(gòu)在抗震過(guò)程中發(fā)揮防震能力。施工企業(yè)設(shè)計(jì)建筑樓蓋時(shí)，需充分考慮抗震結(jié)構(gòu)的體系設(shè)計(jì)融合兩項(xiàng)內(nèi)容使其符合建筑抗震的基本條件。

四、抗震布局設(shè)計(jì)

施工企業(yè)在建筑施工前期，提出抗震布局設(shè)計(jì)，合理分配體形、結(jié)構(gòu)達(dá)到建筑工程的抗震標(biāo)準(zhǔn)。建筑工程不良的抗震布局引發(fā)地震對(duì)建筑連鎖損害的機(jī)率比較大。加果抗震布局無(wú)法提供抗震條件，即使輕微的地震晃動(dòng)也會(huì)干擾建筑工程的安全與穩(wěn)定。抗震布局內(nèi)杜絕出現(xiàn)不規(guī)則設(shè)計(jì)，全部采用對(duì)稱的設(shè)計(jì)方式，平衡抗震布局的受力分配。如此才可保障抗震布局處于強(qiáng)度穩(wěn)固的狀態(tài)。抗震布局對(duì)構(gòu)件設(shè)置有明確的規(guī)定，包括材料強(qiáng)度。所以施工企業(yè)還需深入考察建筑工程的各項(xiàng)樓層。優(yōu)化抗震薄弱地帶，采用最有效的布局方式，提高自身抗震的能力。

五、建筑抗震結(jié)構(gòu)的高度設(shè)計(jì)

建筑高度是建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要參考依據(jù)，規(guī)范的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠?yàn)榻ㄖ€(wěn)定提供保障。高度設(shè)計(jì)必須根據(jù)建筑工程的實(shí)際情況，由專業(yè)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)，部分建筑工程并沒(méi)有按照國(guó)家相關(guān)規(guī)定設(shè)計(jì)建筑高度，基本超過(guò)限制高度，不利于建筑工程的抗震安全性。所以針對(duì)建筑抗震的高度設(shè)計(jì)提出兩點(diǎn)設(shè)計(jì)建議。第一，高度數(shù)據(jù)的確定必須以抗震試驗(yàn)為主，赴絕自主設(shè)計(jì)高度；第二，利用振動(dòng)模型得出最準(zhǔn)確的需求數(shù)據(jù)，模擬地震力度提升抗震設(shè)計(jì)高度的準(zhǔn)確性。

六、抗震材料的選擇

建筑單位為提高抗震能力，必須注重抗震材料的選擇，確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。我國(guó)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，基本以鋼筋混凝土為主，實(shí)際鋼筋混凝土存在缺陷，無(wú)法達(dá)到高效的抗震能力。我國(guó)應(yīng)積極吸取國(guó)外的防震建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)，采用剛性抗震材料。剛性抗震材料的韌性、延性等優(yōu)勢(shì)明顯，與剛性材料相比，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)自身的重量較大。本身會(huì)對(duì)建筑造成一定的壓力，降低抗震效果而剛性材料屬于輕質(zhì)類型，雖沒(méi)有高重量。但是可以發(fā)揮較強(qiáng)抗震能力，提高抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)指標(biāo)。例如：某建筑采用剛性抗震材料，與同規(guī)模建筑的鋼筋混凝土材料相比存在優(yōu)勢(shì)，該建筑利用剛性材料構(gòu)成抗震結(jié)構(gòu)，實(shí)際自重減少40%，如果使用鋼筋混凝土材料建筑工程的防震設(shè)計(jì)，還需考慮柱體截面與使用面積的關(guān)系，但是利用剛性材料則可直接根據(jù)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行施工，基于剛性材料，該建筑節(jié)約15%的成本，如期完成工程建設(shè)，沒(méi)有出現(xiàn)延期現(xiàn)象。該建筑利用振動(dòng)試驗(yàn)檢測(cè)剛性材料。其在抗震方面顯示出優(yōu)質(zhì)的延性，達(dá)到該建筑工程的抗震標(biāo)準(zhǔn)。

七、抗震防線的設(shè)計(jì)

抗震防線的優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以提高建筑工程的抗震能力。屬于抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一部分。施工企業(yè)設(shè)計(jì)抗震結(jié)構(gòu)時(shí)，深度規(guī)劃抗震防線，利用抗震防線，為抗震結(jié)構(gòu)提供后補(bǔ)支撐。以某城市建筑為例。分析其對(duì)抗震防線的設(shè)計(jì)，該地區(qū)建筑抗震級(jí)別保持在7級(jí)以上。針對(duì)地震多發(fā)地帶控制在9級(jí)水平，所以當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)建設(shè)單位非常注重抗震防線的建設(shè)。例如：某省建筑已經(jīng)完成抗震施工圖的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，但是還未通過(guò)審查。所以該建筑需按抗震新標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，該建筑充分利用抗震防線結(jié)構(gòu)，體現(xiàn)抗震部分的協(xié)同工作，有效分擔(dān)地震能量，該建筑分為三道抗震防線。第一是填充墻；第二是框架；第三為剪力墻結(jié)構(gòu)。根據(jù)建筑工程的規(guī)模，規(guī)劃抗震防線的數(shù)量通過(guò)剪力墻為建筑抗震結(jié)構(gòu)提供足夠的承載力。基本可以達(dá)到抗震結(jié)構(gòu)的一半，配合框架構(gòu)造，分配地震沖擊波保護(hù)建筑工程。該建筑剪力墻的不同框架位置都具備承接能力。在填充墻的參與下確保抗了震防線設(shè)計(jì)的優(yōu)質(zhì)性。

結(jié)束語(yǔ)

總之，抗震技術(shù)屬于房屋建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中的一項(xiàng)主要技術(shù)，抗震設(shè)計(jì)的好壞將會(huì)直接影響到房屋建筑的抗震性能。因此在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需根據(jù)抗震設(shè)計(jì)的相關(guān)要求，對(duì)房屋建筑進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，滿足房屋抗震設(shè)計(jì)的相關(guān)要求。盡可能提高房屋的抗震能力，減少地震災(zāi)害對(duì)于房屋建筑的損害。

參考文獻(xiàn)

[1] 孫國(guó)偉. 淺析高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)[J]. 科技風(fēng). 2011（04）

[2] 張映超. 淺談房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)[J]. 科技風(fēng). 2011（13）

[3] 楊超. 現(xiàn)有建筑抗震鑒定的方法與加固設(shè)計(jì)[J]. 江西建材. 2011（04）

[4] 張東華. 試論高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析和問(wèn)題探討[J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào). 2011（32）