關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)工程在抗震設(shè)計(jì)中的探索

胡曉峰 黃曉宇

陜西省現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)研究院 陜西 西安 710000

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市建設(shè)越來越繁榮，越來越多的高層建筑正在大量建設(shè)，建筑業(yè)則應(yīng)高度重視高層建筑的抗震性能。天災(zāi)總是無情的，沒有征兆。我們要建設(shè)一個(gè)更好的國家，就必須加強(qiáng)防災(zāi)，提高抗震能力，應(yīng)對各種自然災(zāi)害。只有這樣，人們才能有足夠的時(shí)間應(yīng)對強(qiáng)烈的自然災(zāi)害，才能真正享受城市帶來的便利。

1 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)類別

根據(jù)我國相關(guān)行業(yè)規(guī)定，我國建筑抗震設(shè)計(jì)類別主要包括以下幾種形式：甲類建筑，這種建筑屬于在地震發(fā)生時(shí)，可能出現(xiàn)嚴(yán)重次生災(zāi)害的建筑，會造成巨大的人員傷亡或者財(cái)產(chǎn)損失，甚至還會引發(fā)水災(zāi)、火災(zāi)或者爆炸等災(zāi)害，成為在地震后產(chǎn)生一系列的衍生反應(yīng)。乙類建筑，這類建筑在地震過程中會受到一定的程度的破壞，但是影響功能使用，就要盡快恢復(fù)。乙類建筑多屬于人員流動密集的公共建筑。丙類建筑，這類建筑介于甲類建筑和乙類建筑之間。丁類建筑，這類建筑主要包括人員活動較少，并且不會發(fā)生次生災(zāi)害的建筑等，在地震過中，對社會影響較少，不會造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。

2 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)過程存在的問題

在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)過程中，會受到各種因素的影響，滿足不了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，影響到施工質(zhì)量，影響到建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。下面就針對建筑結(jié)構(gòu)在抗震設(shè)計(jì)經(jīng)常遇到的問題展開論述。

2.1 建筑體型問題

根據(jù)大量地震案例證明，地震過后的建筑物破壞嚴(yán)重的大部分平面形狀都比較復(fù)雜，因此在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，無論在單層建筑設(shè)計(jì)還是在多層設(shè)計(jì)中，要保證平面和空間的形狀簡潔，傳力途徑明確，在通常情況下，可以選擇圓形、矩形等，要盡量不選擇內(nèi)凹和外凸體型，避免出現(xiàn)不對稱的側(cè)翼或者過長的伸翼；在進(jìn)行體型分布設(shè)計(jì)過程中，也要保證整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和剛度，不能為了外表美觀，而忽略了建筑物的安全性。因此，在設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員要結(jié)合實(shí)際情況，選擇合理的建筑結(jié)構(gòu)體型，保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[1]。

2.2 平面和豎向布置問題

在進(jìn)行建筑平面設(shè)計(jì)過程中，要滿足實(shí)際需要，合理控制柱間距，做好通道和樓梯的合理設(shè)置，合理布置內(nèi)墻和活動空間等，保證各方面能夠協(xié)調(diào)，從根本上降低在地震過程中對建筑物造成的損害。在進(jìn)行豎向布置過程中，要控制好樓上和樓下的不協(xié)調(diào)對稱問題，保證建筑結(jié)構(gòu)良好的性能。但是在實(shí)際過程中，有的設(shè)計(jì)人員為了追求更為美觀的設(shè)計(jì)，導(dǎo)致平面設(shè)計(jì)和豎向設(shè)計(jì)出現(xiàn)不合理的地方，增加建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的隱患。

2.3 建筑屋頂設(shè)計(jì)問題

根據(jù)大量實(shí)踐證明，在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，很多建筑屋頂存在過高或者過重的情況，隨著時(shí)間的推移，長期的重壓會導(dǎo)致屋頂結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形，大大增加建筑在地震過程中存在的安全風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)有的建筑物上下部沒有在同一條直線上，使得在地震過程中，導(dǎo)致承重墻出現(xiàn)扭曲問題。因此，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)要處理好這兩面的問題，保證建筑物的穩(wěn)定性，避免在地震過程中，影響建筑結(jié)構(gòu)的性能。

3 建筑結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計(jì)改進(jìn)措施

3.1 短柱問題改進(jìn)方法

短柱問題對高層建筑物帶來的危害巨大，一旦發(fā)生地震，很難抵抗地震帶來的破壞，解決短柱問題是確保建筑物抗震性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。復(fù)合螺旋箍筋是解決短柱問題的有效方法，可以提升柱子的抗剪承載力[2]。除了復(fù)合螺旋箍筋之外，鋼管砼柱也是解決短柱問題的有效方法。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中，要根據(jù)工程的實(shí)際情況選擇最適合的改進(jìn)措施，最大限度地提高建筑物的抗震性能。

3.2 多層磚房抗震設(shè)計(jì)改進(jìn)措施

多層磚房抗震性差的因素比較多，改進(jìn)措施也要根據(jù)具體情況而定[3]。總體來說，我國對多層磚房抗震設(shè)計(jì)要求主要有三點(diǎn)：小震不裂，中震可修，大震不倒。想要做到“大震不倒”，必須要滿足房屋高度、層數(shù)及構(gòu)造柱、圈梁等方面的要求。多層磚房的墻壁厚度不應(yīng)該小于240mm，層高不應(yīng)該超過3.6m。如果磚房的橫墻比較少，總高度和層數(shù)也應(yīng)該相應(yīng)地減少[4]。

3.3 建筑立面與平面問題改進(jìn)舉措

建筑立面與平面布置不規(guī)則是導(dǎo)致建筑物抗震性能差的重要原因，在唐山大地震和汶川大地震中，很多建筑物就是因?yàn)檫@個(gè)原因發(fā)生了嚴(yán)重垮塌。在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)過程中，保持結(jié)構(gòu)質(zhì)心和剛心一致是解決該問題的有效措施，此外，還應(yīng)該最大限度地把建筑物的結(jié)構(gòu)重心降下來，這樣就可以避免剛度突變或結(jié)構(gòu)連接處薄弱給建筑物帶來的不良影響。還有一點(diǎn)需要注意，屋面結(jié)構(gòu)剛度如果不夠，在發(fā)生地震時(shí)，屋面結(jié)構(gòu)下部會造成嚴(yán)重破壞，因此，出屋面建筑部分的高度不應(yīng)該設(shè)置過高，這樣可以減小地震時(shí)產(chǎn)生的鞭梢效應(yīng)影響。

3.4 結(jié)構(gòu)空間剛度方面問題的改進(jìn)措施

剛性樓蓋體系是建筑結(jié)構(gòu)空間剛度設(shè)計(jì)中重要的部分，現(xiàn)澆樓蓋是提高房屋整體性，增加樓板剛度，放寬平面墻體對其要求，從而減輕地震對建筑物破壞的有效方法。在對建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)過程中，如果平面上下墻體沒有對齊，同樣需要采用現(xiàn)澆樓蓋的方式進(jìn)行處理，原因是現(xiàn)澆樓蓋可以起到一定傳遞水平力，使得樓板對墻體的約束力增強(qiáng)，從而達(dá)到提高建筑物整體剛度目的。

4 結(jié)束語

為了減少地震災(zāi)害造成的損失或影響，有必要對地震災(zāi)害進(jìn)行預(yù)防。地震概念設(shè)計(jì)與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相結(jié)合是提高建筑抗震性能的重要措施，為建筑使用者提供了一個(gè)安全的空間，保障了人民生命財(cái)產(chǎn)的安全。