建筑抗震設(shè)計(jì)問題分析

■ 王勝榮

建筑抗震設(shè)計(jì)問題分析

■ 王勝榮

地震不僅會(huì)造成巨大的人員傷亡，而且會(huì)造成嚴(yán)重的財(cái)產(chǎn)損失。我國(guó)各地地震頻發(fā)給人們的生命和財(cái)產(chǎn)造成了巨大的損失，也給我們國(guó)家的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展造成了重大影響。將建筑設(shè)計(jì)及抗震設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合是實(shí)現(xiàn)建筑物抗震設(shè)計(jì)要求的必然選擇。我國(guó)目前建筑抗震設(shè)計(jì)技術(shù)水平不足，在建筑設(shè)計(jì)過程中存在諸多問題。

抗震設(shè)計(jì)；作用；結(jié)構(gòu)；建筑

前 言：在建筑物的設(shè)計(jì)活動(dòng)中，其需要有所針對(duì)地加強(qiáng)對(duì)自身抗震能力的提高，確保抗震設(shè)計(jì)能夠成為建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成部分，使得建筑物的抗震能力得到基本保障。為了更好地實(shí)現(xiàn)這一目的，需要建筑設(shè)計(jì)主動(dòng)地將抗震內(nèi)容有機(jī)結(jié)合，確保抗震設(shè)計(jì)得以被有效地落實(shí)到位。建筑設(shè)計(jì)目前已經(jīng)形成了非常完善的體系，抗震設(shè)計(jì)占據(jù)絕對(duì)的主導(dǎo)地位。從近幾年的情況來看，很多建筑雖然在設(shè)計(jì)上，特別標(biāo)高了抗震的等級(jí)，但在地震災(zāi)害真正來臨時(shí)，多數(shù)的建筑都會(huì)受到很大的影響，甚至是出現(xiàn)安全事故，給內(nèi)部的人員帶來生命威脅。建筑抗震設(shè)計(jì)必須要從客觀的角度出發(fā)，結(jié)合建筑的各項(xiàng)參數(shù)及施工情況，確定有效的抗震等級(jí)，減少安全威脅。

在建筑行業(yè)，常常有這樣一句名言“小震不壞、中震可修、大震不倒”的基本抗震設(shè)計(jì)要求。小震不壞是最基本的要求，建筑物在遇到低強(qiáng)度地震時(shí)，建筑物能夠滿足承載力的極限狀態(tài)，且建筑結(jié)構(gòu)受力之后的彈性形變還能達(dá)到設(shè)計(jì)安全范圍，小震之后不影響民眾的正常生活、學(xué)習(xí)等正常社會(huì)活動(dòng)。中震可修即要求建筑物能夠承受一定的壓力，不會(huì)發(fā)生破壞性、且不可修復(fù)的損害，建筑物的整體結(jié)構(gòu)抗震性要滿足國(guó)家抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，換句話說即要保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)，又要減小地震帶來的經(jīng)濟(jì)損失。大震不倒，要求建筑物有足夠的變形能力，建筑物在遭遇強(qiáng)烈地震時(shí)，其彈性變形不超過規(guī)定值。建筑物在遇到強(qiáng)烈地震時(shí)，不會(huì)發(fā)生坍塌的現(xiàn)象。多遇地震設(shè)計(jì)要求為承載力驗(yàn)算階段，適用于大多數(shù)結(jié)構(gòu)，如規(guī)則的結(jié)構(gòu)及一般不規(guī)則結(jié)構(gòu)。罕遇地震設(shè)計(jì)要求為彈塑性變形驗(yàn)算階段，適用于在強(qiáng)震時(shí)容易倒塌的結(jié)構(gòu)、有明顯薄弱層的不規(guī)則結(jié)構(gòu)及有特殊要求的結(jié)構(gòu)。

就建筑物的平面設(shè)置來說，其是對(duì)建筑物使用功能的直接表現(xiàn)，因此其與建筑物抗震性能之間有著十分密切的聯(lián)系。在進(jìn)行建筑物的平面設(shè)計(jì)活動(dòng)的時(shí)候，其需要保證建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量能夠與質(zhì)量之間形成均勻分布的狀態(tài)，避免建筑物的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)產(chǎn)生，提高建筑物的抗震能力。同時(shí)，建筑物墻體的布置需要做到均勻分布，使其可以在布置活動(dòng)中按照抗震需求一一實(shí)現(xiàn)。在剛度較大的樓層，應(yīng)當(dāng)讓電梯布置在空間的中部，使其可以最大程度地降低扭轉(zhuǎn)抗震效應(yīng)。建筑平面的布置應(yīng)當(dāng)從抗震結(jié)構(gòu)出發(fā)，為其的構(gòu)建布置創(chuàng)造良好環(huán)境，確保其抗震性能可以成為基礎(chǔ)追求的表現(xiàn)形式，切實(shí)地提高建筑物平面設(shè)計(jì)的抗震能力。

完善、改進(jìn)高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案也是增強(qiáng)建筑物抗震性能的重要措施。在制定結(jié)構(gòu)方案時(shí)，要本著提升建筑延展性的原則。延展性即為建筑物在一定空間內(nèi)受到地震災(zāi)害后，其結(jié)構(gòu)還不會(huì)受到一定損壞，并能自動(dòng)恢復(fù)到震前狀態(tài)。設(shè)計(jì)師進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該關(guān)注建筑的縱向受力情況，如何布置建筑結(jié)構(gòu)，提升建筑縱向受力情況，是提升建筑物抗震效果的重要環(huán)節(jié)。

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，抗震設(shè)計(jì)中融入了各種新思想、新技術(shù)、新材料，這增加了提高建筑抗震性能的方法，大大改善了構(gòu)件的極限承載能力，減輕了結(jié)構(gòu)的自身重量。在實(shí)際的工程實(shí)踐應(yīng)用中，隔震和消能減震是減輕地震災(zāi)害的兩種應(yīng)用相對(duì)廣泛的技術(shù)措施。

1）隔震技術(shù)。隔震技術(shù)是通過把如橡膠隔震墊等隔震消能裝置安放在結(jié)構(gòu)物底部和基礎(chǔ)（或底部柱頂）之間，來隔開上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)，從而改變結(jié)構(gòu)的動(dòng)力作用和動(dòng)力特性，有利于減輕結(jié)構(gòu)物的地震反應(yīng)。隔震技術(shù)是目前國(guó)際上使用相對(duì)廣泛，得到認(rèn)可的一種技術(shù)，適用于較重要低層和多層建筑的如學(xué)校、醫(yī)院、商場(chǎng)等人員相對(duì)密集、要求相對(duì)較高的使用功能的建筑。

2）消能減震技術(shù)。減震措施主要是借助建筑物之外的部件來增加建筑物的阻尼，消耗地震傳遞給建筑物結(jié)構(gòu)的能量，避免建筑物受到地震作用的損害。減震技術(shù)不僅可用于新建結(jié)構(gòu)的減震設(shè)計(jì)；也可用于已有建筑結(jié)構(gòu)的抗震和加固。消能減振技術(shù)是用特別設(shè)置的機(jī)構(gòu)和元件將地震動(dòng)的能量加以吸收耗散，以保護(hù)主體結(jié)構(gòu)的安全。目前消能減震技術(shù)在行業(yè)范圍內(nèi)也得到了廣泛的應(yīng)用、實(shí)踐，并且得到了可靠的驗(yàn)證，是一種有效的減輕地震災(zāi)害的一種技術(shù)措施。

建筑設(shè)計(jì)活動(dòng)中的豎向布置是對(duì)建筑結(jié)構(gòu)高度質(zhì)量與剛度分布內(nèi)容的直接體現(xiàn)，因?yàn)椴煌慕ㄖ锏氖褂霉δ艽嬖诓町惢沟貌煌愋偷慕ㄖ锏氖褂脙?nèi)容各不相同，建筑物的實(shí)際建設(shè)需求也就呈現(xiàn)出了不同的表現(xiàn)。比如，樓層較低的建筑物大多是被用來作為商場(chǎng)來完成商業(yè)活動(dòng)，其需加強(qiáng)對(duì)空間結(jié)構(gòu)的擴(kuò)大化，使其得以做到大間距，形成大范圍的廣泛空間。但是，就高層建筑物來說，其作用主要是用來作為居住亦或者寫字辦公，所以需求加強(qiáng)對(duì)底部承重力的提高，無需對(duì)間距與空間范圍進(jìn)行擴(kuò)展。這也就導(dǎo)致不同的建筑物，因使用功能的差異性存在，其質(zhì)量追求與剛度均勻程度顯得較為不協(xié)調(diào)。這樣一來，建筑物會(huì)更易產(chǎn)生變形，其剛度會(huì)因難以滿足實(shí)際需求而顯得承載力過于薄弱，降低其抗震能力。在建筑物的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，建筑物的使用功能會(huì)對(duì)建筑的構(gòu)造內(nèi)容造成影響，導(dǎo)致其承重墻、承重柱的布局與構(gòu)造表現(xiàn)地各不相同，其在功能的追求上也會(huì)出不均勻的現(xiàn)象，在一定程度上降低了建筑物的抗震能力。針對(duì)于這樣的問題存在，建筑物的豎向布置需要做到對(duì)剪力墻的均勻設(shè)置，保障其得以直接地形成貫通，形成更為穩(wěn)定的連續(xù)性，降低扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的不利影響。

總的來說，在對(duì)建筑項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)活動(dòng)的時(shí)候，需要加強(qiáng)對(duì)抗震能力的重視，確保建筑物能夠在使用過程中，擁有更為安全的使用保障。因此，建筑物的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)與其自身的抗震能力相結(jié)合，以此來讓二者能夠成為一個(gè)密不可分的整體，確保設(shè)計(jì)活動(dòng)能夠與結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性相適應(yīng)，保障抗震設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)得以成為建筑物設(shè)計(jì)活動(dòng)的重中之重。

[1]劉瑩.建筑設(shè)計(jì)在建筑抗震設(shè)計(jì)中的價(jià)值與作用[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2015，

[2]李金果，李偉建．抗震設(shè)計(jì)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究［J］．四川水泥，2015，

[3]代應(yīng)君.試論建筑設(shè)計(jì)在建筑抗震設(shè)計(jì)中的作用[J].門窗，2013，