抗震理念在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用探微

張超

摘? ? 要：作為危害最大的自然災(zāi)害之一，地震能夠嚴重的損害到房屋建筑主體結(jié)構(gòu)，所以，為了最大程度的降低地震的危害，一定要通過有效的結(jié)構(gòu)設(shè)計，從而使建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和抗震性不斷提升。本文就分析了抗震理念在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用，以供參考。

關(guān)鍵詞：抗震理念;民用建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計

1? 引言

地震災(zāi)害具有突發(fā)性、高危害性等特征，會導(dǎo)致房屋建筑出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，對人們的生命安全以及財產(chǎn)安全造成嚴重的損害。因此針對地震災(zāi)害的預(yù)防至關(guān)重要，需將抗震理念和建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計有機的結(jié)合起來，促進民用建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的提升。因此探究抗震理念在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用具有較強實踐意義。

2? 抗震理念的內(nèi)容分析

作為一個系統(tǒng)性較強的完整概念，建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計包含了場址選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計、抗震應(yīng)用等多個方面。建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計是否符合國家相關(guān)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，往往會通過其抗震設(shè)計進行規(guī)范。實踐過程中，針對不同地質(zhì)情況的區(qū)域，其抗震設(shè)計的結(jié)構(gòu)應(yīng)用也存在差異，只有實現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)化，才能保證其抗震設(shè)計的合理。在設(shè)計內(nèi)容上，概念設(shè)計、抗震計算和構(gòu)造保證措施是抗震設(shè)計的三個主要層次。概念設(shè)計將房屋建筑抗震設(shè)計的原則進行整體化把握，是建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的依據(jù)和指導(dǎo);而抗震設(shè)計的技術(shù)保證通過計算過程進行實現(xiàn)，規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的抗震計算是整個抗震設(shè)計的重點;另外，構(gòu)造保證是實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)改進的主要手段，這些構(gòu)造優(yōu)化措施有效的保證了房屋建筑的整體性。從整個設(shè)計過程來看，此三個設(shè)計層次密切相關(guān)、不可分割。一旦任何設(shè)計環(huán)節(jié)出現(xiàn)疏漏，勢必造成整體設(shè)計的失敗。需要注意的是，概念設(shè)計包含了抗震建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的總體方案、材料選擇、細部優(yōu)化、和設(shè)計原則等諸多內(nèi)容;其在注重高深度設(shè)計原則的基礎(chǔ)上，兼顧了細節(jié)部位關(guān)鍵性的設(shè)計優(yōu)化，實現(xiàn)了建筑抗震性能的良好發(fā)揮。實踐過程中，一旦地震災(zāi)害發(fā)生，則地質(zhì)的具體情況、地表的運動情況以及地震過程對房屋建筑的影響情況等都難以把控，這就使得單純的建筑結(jié)構(gòu)抗震計算具有一定的片面性，需要優(yōu)于實際的措施予以保證。作為抗震建筑結(jié)構(gòu)具體設(shè)計的指導(dǎo)，建筑抗震概念的設(shè)計充分借鑒了地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗的實踐，對抗震建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計提出發(fā)展方向。作為整個民用建筑抗震設(shè)計過程的前提，概念設(shè)計直接決定了抗震設(shè)計及構(gòu)造保證的實施，是整個建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計過程需要把控的核心。

2.1? 合理的地基基礎(chǔ)

地基是建筑物的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其穩(wěn)定性直接影響著建筑整體的穩(wěn)定性。在進行建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計的過程中，應(yīng)該對建筑工程所在地的地質(zhì)條件、水文條件、氣候條件以及建筑物的結(jié)構(gòu)類型等因素進行綜合分析，遵循因地制宜的設(shè)計原則。

2.2? 對建筑平立面結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化

建筑抗震理念涉及到了建筑物平立面結(jié)構(gòu)的考量，在具體設(shè)計中應(yīng)該遵循以下原則：首先，建筑結(jié)構(gòu)必須具備規(guī)則性，保障剛度變化的均勻;其次，建筑物的結(jié)構(gòu)應(yīng)該盡量追求簡單，根據(jù)不同的地理環(huán)境設(shè)計出最適宜的建筑結(jié)構(gòu)。

3? 民用建筑結(jié)構(gòu)形式與抗震設(shè)計目標(biāo)

3.1? 民用建筑中較為普遍的結(jié)構(gòu)形式

（1）砌體結(jié)構(gòu)。砌體結(jié)構(gòu)是我國建筑工程項目應(yīng)用最普遍的結(jié)構(gòu)形式，尤其是在民用建筑中。其在民用建筑的中的應(yīng)用通常為小開間的形式，同時在建筑內(nèi)部設(shè)置大量的隔墻。砌體結(jié)構(gòu)具有良好的抗側(cè)移性能，但是由于其一般采用脆性材料進行施工，因此抗變形能力有所不足，很容易在地震作用力的影響發(fā)生結(jié)構(gòu)開裂現(xiàn)象。為了保障建筑結(jié)構(gòu)的抗震性，要做好墻體跨度的控制。整體上來講，采用砌體結(jié)構(gòu)的民用建筑在抗震性能上依舊存在一定的不足，必須采用其它強化措施進行輔助，以確保在地震作用力下最大幅度降低其對建筑的破壞。（2）框架結(jié)構(gòu)。框架結(jié)構(gòu)是由梁、柱通過剛接或是鉸接等方法構(gòu)建而成的建筑結(jié)構(gòu)形式。在這種結(jié)構(gòu)模式下，梁和柱共同承擔(dān)荷載應(yīng)力。這種結(jié)構(gòu)形式的應(yīng)用優(yōu)勢在于靈活性較高、重量較低，相應(yīng)的成本相較于其他結(jié)構(gòu)形式也有所降低，同時其抗震性能也十分優(yōu)異。框架結(jié)構(gòu)通常和剪力墻共同使用，形成框架剪力墻結(jié)構(gòu)，綜合了二者的優(yōu)點，大幅度的提升了水平荷載承載性能以及抗震性能。（3）鋼結(jié)構(gòu)。和其它建筑結(jié)構(gòu)形式相比，鋼結(jié)構(gòu)具有顯著的適應(yīng)性，因此廣泛應(yīng)用于地基承載性能較差和地震頻發(fā)的地區(qū)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在傳統(tǒng)民用建筑工程項目建設(shè)中的應(yīng)用十分普遍。這種建筑結(jié)構(gòu)模式雖然在性能方面具有較強的優(yōu)勢，但是其施工周期較長，且尺寸較大，會占用一部分建筑內(nèi)部使用空間。同時其造價較高，這也是其很難在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中廣泛推廣的原因之一。

3.2? 民用建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的目標(biāo)

民用建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的目標(biāo)：考慮到建筑工程所在地的小震效應(yīng)，從而科學(xué)的計算主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力，以此使對該條件下建筑彈性形變情況所加以了解掌握;并且，計算大震情況下建筑結(jié)構(gòu)的彈性形變，保障結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠滿足第三水準(zhǔn)的抗震要求。需要注意的是，在民用建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，設(shè)計目標(biāo)為有關(guān)的餓設(shè)計工作開展指明了一定的方向，因此所有設(shè)計工作都應(yīng)該圍繞目標(biāo)展開，如此才能保障建筑結(jié)構(gòu)抗震性能達到標(biāo)準(zhǔn)要求，具備小震不壞、大震不倒的特性。

4? 抗震理念的應(yīng)用

4.1? 合理選擇建筑地址

在民用建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計過程中，場地和地基的選擇一定程度上影響著設(shè)計的整體質(zhì)量，直接關(guān)系著的建筑整體結(jié)構(gòu)的抗震性能。因此在抗震設(shè)計開始之前，設(shè)計人員應(yīng)該對當(dāng)?shù)氐牡卣鸹顒淤Y料進行詳細的收集，做好地? 質(zhì)情況的勘察工作，在完整全面分析上述資料的基礎(chǔ)上，對場地進行綜合評價，確定工程所在地的具體抗震設(shè)防等級。如果場地不利于抗震設(shè)計，應(yīng)該在保障工程建設(shè)順利開展的基礎(chǔ)上進行適當(dāng)?shù)囊?guī)避，若是條件不允許，則要及時準(zhǔn)備好處理措施。

4.2? 對民用建筑結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，提升其抗震性能

在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)該留出一定的余量，這樣即使建筑結(jié)構(gòu)遭到部分損壞，其它結(jié)構(gòu)依舊能夠滿足承擔(dān)作用力的要求，保障建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的完好。在具體工作中，設(shè)計人員應(yīng)該對地震危害影響力的傳遞路徑在建筑結(jié)構(gòu)簡圖中進行表明，保障應(yīng)力在建筑結(jié)構(gòu)中傳遞的連續(xù)性。

4.3? 加強隔震技術(shù)的應(yīng)用

在被動隔震技術(shù)應(yīng)用的過程中，重點在于基層隔震處理。對此，設(shè)計人員能夠在建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)部分與上部結(jié)構(gòu)之間對隔震層進行設(shè)置，實現(xiàn)兩個結(jié)構(gòu)之間的有效隔震，最大程度的控制地震能量造成的影響，降低對建筑結(jié)構(gòu)的破壞效果。隔震技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢在于地震災(zāi)害過后，建筑工程的修復(fù)工作不需要多大的規(guī)模，只需要更換建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部設(shè)置的隔震裝置就行，為民用建筑工程的檢修和維護提供了極大的便利。由此可見，隔震裝置是隔震技術(shù)應(yīng)用成效的關(guān)鍵點，其剛度、強度必須符合相關(guān)要求，另外還能夠在地震作用力的影響下，有效的控制建筑水平位移。換而言之，隔震裝置的水平變形能力和阻尼能力至關(guān)重要。在發(fā)生地震的情況下，隔震裝置能夠?qū)⒆陨碚駝拥闹芷诳繑n為場地振動周期，從而實現(xiàn)對地震能量的吸收和消耗，降低地震的破壞效果。

4.4? 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的規(guī)則性

結(jié)合現(xiàn)代建筑在地震中的表現(xiàn)來看，在地震中破壞較輕的建筑，其立、平、剖都較為對稱和規(guī)則。因此在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中應(yīng)該突出規(guī)則性。對建筑結(jié)構(gòu)體系進行科學(xué)的選擇，避免因部分構(gòu)件或是結(jié)構(gòu)破壞導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)的抗震性能受到損壞。

5? 結(jié)束語

綜上所述，隨著民用建筑層數(shù)的不斷增加，建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計就顯得越來越重要。文章主要介紹了民用建筑工程常用的結(jié)構(gòu)形式和抗震設(shè)計目標(biāo)，之后從多個方面對抗震理念在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的具體應(yīng)用進行了闡述，希望能夠為我國民用建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計提供一定的參考。