建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計問題與探討

文/杜豐巖 青島和華建筑設(shè)計有限公司 山東青島 266000

張晶晶 山東海川建設(shè)有限公司 山東東營 257000

在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中應(yīng)嚴(yán)格按照《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》的要求對抗震設(shè)防烈度6度及以上地區(qū)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計。設(shè)計基本地震加速度是50年設(shè)計基準(zhǔn)期超越概率10%的地震加速度的設(shè)計值，有些結(jié)構(gòu)設(shè)計人員就存在僥幸的心理，為了不改動建筑方案、節(jié)省工程造價等原因而忽略的抗震設(shè)計，在一定程度上缺乏抗震概念和意識，從而使得建筑物存在質(zhì)量安全隱患。如果地震一旦發(fā)生，將會造成不可挽回的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重者還會造成重大的人員傷亡。可見，抗震設(shè)計在工程設(shè)計中是重中之重。

1、抗震設(shè)計存在的主要問題

1.1 未能合理選擇結(jié)構(gòu)體系

對于建筑物本身的結(jié)構(gòu)設(shè)計而言，其內(nèi)部體系的選擇是一項非常重要的環(huán)節(jié)，對建筑物整體結(jié)構(gòu)的安全性價值有著極為重要的意義。為了能夠做到合理選擇，通常主要從兩個層面入手進(jìn)行處理。（1）在施工正式開始之前，提前進(jìn)行圖紙的繪制工作，并對其相關(guān)數(shù)據(jù)資料進(jìn)行計算。同時在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)體系展開設(shè)計的時候，盡可能將其內(nèi)部主梁作為整個房屋的受力點，從而使得垂直方向產(chǎn)生的重力能夠在有限的時間內(nèi)迅速傳遞到受力位置。不僅如此，針對建筑物的房屋結(jié)構(gòu)，還要對其合理布置，這時候便可以采取豎向構(gòu)件內(nèi)部機(jī)構(gòu)布置的方案，從而保證施工具有足夠的合理性和科學(xué)性。但是，在實際作業(yè)的時候，還需要將構(gòu)件豎向的壓力因素考慮進(jìn)來。（2）保證整個結(jié)構(gòu)體系本身具有足夠的強(qiáng)度。一般而言，建筑物自身體系結(jié)構(gòu)是否能夠達(dá)到規(guī)定要求，主要參考其自身的強(qiáng)度。所以，設(shè)計工作者在對于建筑物的抗震能力方面展開設(shè)計的時候，理應(yīng)將注意力更多放在一些相對較為薄弱的部位，以此促使整個建筑物具有足夠的抗震能力。除此之外，在對于建筑物內(nèi)部框架展開設(shè)計的時候，還需要對于節(jié)點構(gòu)造方面提高重視程度，對于房梁和房柱頂部位置的塑性予以分散，同時還要在一定程度上提升一些薄弱位置的抗震性。

1.2 抗震場地選擇存在問題

通常情況下，實際抗震場地的選擇同樣是抗震設(shè)計工作中的一項重要因素。因此，在施工開始之前，提前對此方面問題予以考慮，盡可能選擇對于抗震工作帶來益處的場地展開建設(shè)，并將不利于建筑的抗震地段全部避開。由于在發(fā)生地震的時候，其在短時間內(nèi)產(chǎn)生的沖擊波會對整個地面造成極為嚴(yán)重的破壞，因此在場地選擇的時候，不能選擇一些起伏不夠均勻的場地，同時土質(zhì)相對較差以及易液化的土地都不予以考慮，否則很容易導(dǎo)致嚴(yán)重的問題發(fā)生。如果施工場地?zé)o法有效規(guī)避這些問題，此時便需要采取一些具有較強(qiáng)針對性的抗震措施，以此提升房屋的整體強(qiáng)度，即便有地震發(fā)生，可以將造成的損失降至最低。不僅如此，如果場地內(nèi)存在滑坡，或者部分土地出現(xiàn)了地裂的情況，相關(guān)人員便需要及時展開探討，分析出最為有效的處理措施，確保其具有足夠的穩(wěn)定性。除此之外，如果場地內(nèi)需要額外進(jìn)行填土，此時便需要采取地基加固或者樁基加固的方式進(jìn)行處理，促使其建筑物的局部位置得到有效加強(qiáng)。

2、化建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的主要措施

2.1 合理選擇建筑場地

地震造成建筑物的破壞除了地震力直接引起主體結(jié)構(gòu)的破壞之外，還包括場地的原因。例如地震引起地表錯動與地裂、地基土的不均勻沉陷、滑坡，以及粉土和砂土液化等。對建筑抗震有利地段有：穩(wěn)定基巖，堅硬土和開闊、平坦、密實、均勻的中硬土等；不利地段有：軟弱土，液化土，條狀突出的山嘴，高聳孤立的山丘，陡坡，陡坎，河岸和邊坡的邊緣，平面分布上成因、巖性、狀態(tài)明顯不均勻的土層，高含水量的可塑黃土，地表存在結(jié)構(gòu)性裂縫等。選擇建筑場地時應(yīng)根據(jù)工程的實際需要，在掌握地震活動規(guī)律、工程地質(zhì)資料的情況下對地段做出綜合評價，宜選擇有利地段、避開不利地段。

2.2 建筑立面抗震優(yōu)化

歷史上的歷次震害都表明：結(jié)構(gòu)體系的外形外挑或內(nèi)收、結(jié)構(gòu)剛度上下的突變都會使某些樓層變形集中。主體結(jié)構(gòu)的豎向布置應(yīng)注意以下幾點：（1）結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜自下到上均勻的由大變?。唬?）為避免軟弱層的出現(xiàn)，上下層的剛度不宜突變，對于框架結(jié)構(gòu)，樓層與相鄰上層的側(cè)向剛度比不宜小于0.7，與相鄰上部三層的平均剛度比不宜小于0.8；對于框剪結(jié)構(gòu)、板柱剪力墻、剪力墻、框架核心筒、筒中筒結(jié)構(gòu)，樓層與相鄰上層的比值不宜小于0.9；對于結(jié)構(gòu)底部嵌固層來說該比值不宜小于1.5；（3）結(jié)構(gòu)不宜出現(xiàn)薄弱層，層間受剪承載力不應(yīng)小于相鄰上一層的80%；（4）結(jié)構(gòu)上部樓層收進(jìn)部位到室外地面的高度與房屋高度之比大于0.2時上部樓層收進(jìn)后的尺寸不宜小于下部樓層水平尺寸的0.75；上部樓層相對于下部樓層外挑時水平尺寸不宜大于下部樓層水平尺寸的1.1倍，外挑尺寸不宜大于4m；（5）樓層質(zhì)量宜沿高度均勻分布，上部樓層質(zhì)量不宜大于下部樓層質(zhì)量的1.5倍。

2.3 采取隔震加固措施

在抗震設(shè)計工作正式開始之前，相關(guān)工作人員需要結(jié)合圖紙?zhí)岢龅幕疽?，需要提前展開全面檢查，以防有任何疏漏存在。不僅如此，當(dāng)施工正式開始的時候，還要在一些關(guān)鍵的部位進(jìn)行抗震加固，安裝相關(guān)減震裝置。除此之外，當(dāng)施工全部結(jié)束之后，同樣需要進(jìn)行抗震加固，通常采取的方式便是增加阻尼。現(xiàn)階段來看，消能減震裝置通常主要應(yīng)用于高層建筑結(jié)構(gòu)以及鋼結(jié)構(gòu)內(nèi)部。在實際施工的時候，其能夠安置在多個不同的位置，不僅包括建筑物的上部結(jié)構(gòu)，而且在隔震夾層之中同樣可以進(jìn)行安裝。正是由于這方面原因，消能減震裝置具有非常高的應(yīng)用率。

結(jié)語：

綜上所述，隨著高層建筑工程數(shù)量越來越多，國家對建筑結(jié)構(gòu)抗震性能也提出了更高要求。雖然我國抗震體系經(jīng)歷了多年的研究和發(fā)展，但是依然存在著些許問題，這就需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況做好抗震方案設(shè)計工作，提高建筑工程的抗震性能，保證居民安全，降低地震災(zāi)害造成的生命財產(chǎn)損失。