建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計淺述

王輝剛/貴州新基石建筑設(shè)計有限責(zé)任公司

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計淺述

王輝剛/貴州新基石建筑設(shè)計有限責(zé)任公司

近些年來我國自然災(zāi)害特別是地質(zhì)自然災(zāi)害頻發(fā)，嚴(yán)重影響人民的生命財產(chǎn)安全，同時也對社會穩(wěn)定與長治久安產(chǎn)生了巨大的影響。以汶川、玉樹兩大地震為首的地質(zhì)災(zāi)害給我國的現(xiàn)代化建設(shè)帶來了較大的負(fù)面影響，地震中大型建筑倒塌會造成的重大傷亡發(fā)人深省，通過建筑結(jié)構(gòu)改善建筑抗震水平已迫在眉睫。本文根據(jù)筆者工作實踐，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計進(jìn)行了分析和探討。

建筑；結(jié)構(gòu)；設(shè)計；抗震

一、地震中建筑倒塌的主要原因分析

根據(jù)地震中建筑倒塌的數(shù)據(jù)得知，在地震地質(zhì)災(zāi)害當(dāng)中導(dǎo)致房屋倒塌的原因主要由以下兩個方面的內(nèi)容影響。

（一）建筑施工質(zhì)量問題

在建筑施工環(huán)節(jié)中存在的抗震質(zhì)量問題一直是限制我國建筑施工行業(yè)發(fā)展質(zhì)量的主要因素之一。這方面的內(nèi)容一方面是由于建設(shè)過程中施工方為了提升綜合經(jīng)濟(jì)效益，過分強(qiáng)調(diào)眼前的利益而忽視了長遠(yuǎn)的發(fā)展，從而采用較為粗陋的施工工藝以及施工建筑材料進(jìn)行施工，導(dǎo)致建筑物的整體抗震水平不達(dá)標(biāo)，嚴(yán)重影響了我國的建筑整體質(zhì)量，甚至在重大地震中奪走了許多人的生命。

（二）建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計問題

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計對于提升建筑的抗震水平也具有相當(dāng)明顯的作用。根據(jù)我國對于高強(qiáng)度抗震地區(qū)的建筑施工結(jié)構(gòu)設(shè)計要求來看，其中明確要求了廢除預(yù)制板的施工結(jié)構(gòu)設(shè)計方式，必須要使用現(xiàn)澆樓板，即使是低強(qiáng)度地區(qū)也必須通過加現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁的方式進(jìn)行施工操作。但是在汶川地震中我們發(fā)現(xiàn)有許多主要建筑根本沒有按照國家抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計要求進(jìn)行建筑，由于缺乏圈梁以及構(gòu)造柱設(shè)計不合理導(dǎo)致了大量的人員傷亡與財產(chǎn)損失。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計在建筑抗震中的應(yīng)用

（一）具有明確的抗震設(shè)計目標(biāo)

建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計必須要建立在良好的場地的基礎(chǔ)之上，所以在開展建筑設(shè)計之前，設(shè)計人員必須對當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況進(jìn)行全面了解與勘察，確定場地結(jié)構(gòu)符合抗震基本條件的前提下才可以進(jìn)行建造，根據(jù)我國相關(guān)抗震設(shè)計的基本規(guī)范，小震不壞、大震不倒的抗震設(shè)計基本目標(biāo)。建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計人員，需要不斷提高自身的抗震意識，以此才能更好地在實際工作中，進(jìn)行良好的抗震設(shè)計。其在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需要基于抗震設(shè)計意識，以及我國目前頒布的抗震減災(zāi)的法律法規(guī)，對其施工建筑物的抗震性能進(jìn)行科學(xué)性、安全性的評估，之后根據(jù)其抗震性的強(qiáng)弱度，對其建筑物主體結(jié)構(gòu)，使用不同方法，進(jìn)行設(shè)計設(shè)防，以此來有效地控制建筑物在遭受地震災(zāi)害時，可能發(fā)生的損害情況。其對于建筑物，進(jìn)行設(shè)防設(shè)計的時候，可以將其按照可能發(fā)生災(zāi)害情況概率的方法，把建筑物分為甲乙丙丁四類，以此進(jìn)行相應(yīng)的抗震設(shè)計。在其分類中，不同的區(qū)域地質(zhì)環(huán)境對其建筑物可能發(fā)生次生災(zāi)害的幾率有著極大的影響，因此需要設(shè)計人員在進(jìn)行結(jié)構(gòu)與抗震設(shè)計之前深入實地，對其具體的施工地點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，進(jìn)而有效地提高建筑物的抗震設(shè)計性能。

（二）強(qiáng)化建筑底層的抗震能力

根據(jù)地震的相關(guān)災(zāi)害資料不難發(fā)現(xiàn)，幾乎絕大多數(shù)的建筑出現(xiàn)倒塌情況都是由于底層的抗震能力較弱所導(dǎo)致的。從低層建筑結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計中存在的問題進(jìn)行分析，主要可以歸結(jié)為以下兩個方面: 其一，底層框架的設(shè)計工作沒有根據(jù)國家出臺的相應(yīng)抗震設(shè)計要求進(jìn)行設(shè)計，而是根據(jù)投資方的利益進(jìn)行了空間的擴(kuò)充，為了獲得更大的銷售空間與銷售利益而采取了中空設(shè)計，降低了柱在底層設(shè)計中的應(yīng)用數(shù)量，最終導(dǎo)致整個建筑物的抗震水平大大下降。其二，建筑物臨街問題。一些建筑物在設(shè)計過程中往往會出現(xiàn)臨街的情況，而臨街部分為了提升商業(yè)街的綜合利用效率往往只有承重柱而沒有承重墻，結(jié)果就會導(dǎo)致稱重能力大大下降，這樣一旦出現(xiàn)強(qiáng)烈地震，缺乏承重墻的臨街建筑物十分容易出現(xiàn)柱支撐應(yīng)力過大導(dǎo)致斷裂，其結(jié)果就會向著臨街的一面傾斜甚至倒塌，造成嚴(yán)重的安全事故。為了解決上述建筑底層設(shè)計中存在的問題，最佳的方案就是通過加強(qiáng)建筑的圈梁以及構(gòu)造柱的方式來實現(xiàn)抗震能力的普遍提升。

（三）增強(qiáng)建筑物剛性與整體性設(shè)計

從房屋內(nèi)部構(gòu)造的角度上來看，一般房屋是通過縱橫承重構(gòu)件以及頂部的樓蓋組成整個空間內(nèi)部具有一定剛度的結(jié)構(gòu)體系的，在這個體系當(dāng)中，影響抗震能力的核心因素就是建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部的空間整體剛度以及相應(yīng)的整體性水平。根據(jù)我國當(dāng)前的建筑物設(shè)計與建筑現(xiàn)狀來看，大多數(shù)現(xiàn)澆鋼筋混凝土具有良好的整體性以及水平剛度，但是由于存在滑移和散落的問題，所以為了進(jìn)一步提升房屋的整體穩(wěn)定性，就必須要通過設(shè)計樓板的剛度來提升墻體的穩(wěn)定性，從而實現(xiàn)整個建筑物抗震能力的提升。另外，現(xiàn)澆樓板以及屋蓋作為較強(qiáng)的框架結(jié)構(gòu)，其具有優(yōu)良的空間剛度與整體穩(wěn)定特征，所以也被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代建設(shè)當(dāng)中。

（四）強(qiáng)柱弱梁設(shè)計思路的應(yīng)用

根據(jù)當(dāng)前我國現(xiàn)行的基本抗震設(shè)計的規(guī)范化要求中提及的內(nèi)容，當(dāng)前我國的基本建筑設(shè)計的預(yù)期是強(qiáng)柱弱梁的設(shè)計方案，這種設(shè)計方案可以有效預(yù)防建筑物在地震中出現(xiàn)倒塌的情況。其設(shè)計理念簡要介紹如下: 強(qiáng)柱弱梁的設(shè)計思路實際上就是通過梁端在承受到超出地震設(shè)計的預(yù)估等級的地震地質(zhì)災(zāi)害時可以通過產(chǎn)生裂縫出現(xiàn)塑性變形來有效吸收地震帶來的能量，在保證整個構(gòu)造柱在地震過程中不出現(xiàn)倒塌的前提下實現(xiàn)對能量的重復(fù)吸收，這樣就可以有效提升建筑物的抗震水平，降低在震害中倒塌的幾率。另外，強(qiáng)柱弱梁的設(shè)計思路還可以降低建筑物的整體成本造價，提升綜合經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)行業(yè)的全面穩(wěn)定發(fā)展。

（五）重視建筑結(jié)構(gòu)形式設(shè)計的合理性

目前，在工民建筑物結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，包含著多樣的設(shè)計方法，因此不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法需要進(jìn)行不同的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計。同時其施工場地，也會對建筑物抗震性能的有效發(fā)揮，有著極大的不利影響。因此需要設(shè)計人員在實際的建筑物設(shè)計中，對其建筑物的結(jié)構(gòu)形式，進(jìn)行重視。在設(shè)計中，使用了混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計，該結(jié)構(gòu)在實際的應(yīng)用過程中，具有良好的承載力，并且對于地震發(fā)生時的多種應(yīng)力壓力，也有著良好的抵御作用，因此在建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)用十分廣泛。針對該結(jié)構(gòu)進(jìn)行的抗震設(shè)計，需要根據(jù)該地可能發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的等級以及具體的抗震規(guī)范要求，來進(jìn)行設(shè)計。設(shè)計人員在進(jìn)行建筑物的抗震設(shè)計時，需要對其樓層高度以及基于樓高的側(cè)移量，進(jìn)行重視。如果其樓層太高，使得該建筑物將會在實際的應(yīng)用中，一旦出現(xiàn)地震災(zāi)害，或者是惡劣的天氣情況時，將會導(dǎo)致建筑物側(cè)移，繼而導(dǎo)致建筑物在抵御各類災(zāi)害情況時，其所承受的應(yīng)力加大。因此在設(shè)計的過程中，需重視其各項因素的影響，根據(jù)本地區(qū)的實際情況，進(jìn)行樓層的設(shè)計，其中在多層樓的抗震設(shè)計中，多使用縱橫墻承重，或者是橫墻承重。

三、總結(jié)

建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計可以有效降低房屋倒塌的概率，即使出現(xiàn)較強(qiáng)地震引發(fā)房屋倒塌，對于房屋倒塌情況下整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性也具有一定的作用，可以有效降低建筑物倒塌帶來的人員傷亡。結(jié)構(gòu)設(shè)計人員除了強(qiáng)化自身專業(yè)技術(shù)水平之外，還要重點(diǎn)對建筑當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)與氣候情況進(jìn)行充分了解，與施工材料進(jìn)行全面結(jié)合從而選出最佳的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，為實現(xiàn)建筑抗震以及人們?nèi)罕姷纳踩Ｕ咸峁┘夹g(shù)支持。

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