鋼筋混凝土建筑抗倒塌設計研究

李煒 孫海榮

摘? ? 要：混凝土建筑在設計中，需要落實抗倒塌設計工作，提高建筑的運行安全性和穩定性。基于對混凝土建筑倒塌問題引發原因的分析，本文提出了建筑的抗倒塌設計思路，分析的內容包括建筑的基礎結果、框架結構等內容，讓建筑在施工中不出現倒塌事故，并能夠承受一定烈度的地震。

關鍵詞：鋼筋混凝土建筑;建筑設計;抗倒塌設計

1? ?引言

在鋼筋混凝土建筑的設計中，倒塌問題主要發生在兩個階段，其一為建筑的施工過程，其二為建筑的運行過程，后者的主要引發因素為地震等外力破壞過程。在當前的設計中，已經開始重視建筑的強度設計思路，通過對這種方法的應用，可以從整體上提高建筑的強度，提高建筑的運行壽命。

2? 鋼筋混凝土建筑的倒塌問題引發因素

在建筑的倒塌問題中，施工階段和建筑的運行階段，倒塌問題的引發因素有很大不同，具體內容如下。

2.1? 建筑施工過程

鋼筋混凝土建筑施工中，常見的倒塌問題引發因素包括基礎垮塌、框筒結構倒塌等，針對建筑的基礎垮塌，事故主要發生時間為基坑施工過程，這一問題不但容易引發重大安全責任事故，也會對建筑的周邊區域地質情況造成一定影響，若不落實針對地層的加固工作，會降低建筑的運行穩定度，建筑倒塌事故的幾率提高[1]。

對于框筒倒塌來說，事故的形成原因多樣，其一為框筒結構的配重科學度較低，框筒結構的重心偏移，在外力的作用下，框筒結構整體倒塌。其二為施工質量不足，常見的為鋼筋的參數不能滿足設計要求，鋼筋的直徑小于設計參數時，自然會導致鋼筋的抗拉、抗彎質量下降，導致鋼筋混凝土結構的整體強度不足。其三為建材的存儲質量不足，尤其是對于鋼筋來說，當存在銹蝕等問題時，鋼筋的整體強度不足，降低了鋼筋混凝土結構的整體強度。

2.2 建筑運行過程

在建筑的運行中，一方面風力會向建筑施加應力，有其是對于空氣動力學性質較差的建筑來說，這種應力對建筑的影響更大，當建筑本身存在設計和施工缺陷時，很難抵抗風力對建筑的負面影響。另一方面為地震作用破壞，在鋼筋混凝土建筑中，需要大量設置鋼結構，并且鋼結構上有大量節點，地震中產生的橫向、縱向和斜向地震力對鋼結構節點的破壞作用更強，當節點強度不能抵抗地震力時，建筑垮塌問題的發生幾率大幅提高。

3? ?鋼筋混凝土建筑的抗倒塌設計思路

3.1? 基礎部分設計

基礎部分設計需要從兩個角度完成，其一為基礎部分的平整度，其二為基礎部分的強度，只有這兩個系統能夠共同被合理設計的基礎上，才可發揮基礎機構的承力性能。

針對基礎結構的平整度，需要根據建筑的施工區域、地質條件等參數，了解和分析建筑對基礎結構平整度提出的具體要求，在具體的設計中，設計的內容包括樁體的總體長度、地上部分長度、各類樁體的水平度等，需要保證各類樁體在具體的設計中，建筑的相關參數完成整體設計，保證整個系統的平整性。需要注意的是，在平整度設計中，還需要考慮建筑的沉降情況，通過地質勘查等工作，可以獲取這一參數[2]。

針對基礎結構的強度，需要考慮樁體和其余結構。對于樁體設計來說，要從地質環境、施工成本、施工工期等多項信息的整合與分析，選擇最佳的樁體施工方案，例如對于高層以及超高層建筑來說，由于建筑結構的自身重量很大，所以可以選用鉆孔灌注樁，在此基礎上設計孔洞參數、孔洞深度等內容，提高灌注樁的承力性能。對于其余結構，基礎工作為夯實整個系統中的地層，對于含水量較高的地層，可考慮在相關區域中填埋石灰等材料，提高土壤的干燥性。

3.2? 框筒結構設計

建筑中的框筒結構發揮多種功能，為了提高整個系統的結構強度，需要重視的設計內容有兩個方面。

其一為框筒結構的配重。框筒結構作為建筑中的最重要承力結構，最基礎也是最重要的工作為提高該結構配重的合理性，要求設計人員從建筑的布局角度出發，完成對框筒結構的配重工作。采用的方法為，將建筑的內部空間分布在框筒結構的周邊，同時保證室內布局的均勻度，對于室內設備較多的空間，可以通過擴大室內空間面積的方法，讓該空間與框筒結構有更高的銜接面積，提高框筒結構的承力性能。

其二為框筒結構的自身強度。需要重點關注的內容為混凝土的應用量、鋼材的相關參數、鋼筋混凝土結構的施工工藝等，通過對這些內容的合理設計，提高框筒結構的自身強度。

3.3? 鋼結構設計

在鋼筋混凝土結構的設計中，需要在完成鋼結構施工的基礎上，落實混凝土澆筑工作，提高整個系統的運行質量。鋼結構設計工作的涵蓋內容中，首先為鋼筋的各項參數，包括直徑參數和長度參數，其中長度參數容易確定，從建筑的整體高度角度即可完成設計，對于鋼筋的直徑參數，需要應用抗彎、抗拉計算公式，結合對建筑整體重量的分析，確定鋼筋的直徑，保證鋼筋的強度可以有效支撐建筑本身。

其次鋼結構的節點設置方法，由于要考慮地震力作用下鋼結構的整體強度，本文提出的方法為，應用有限元分析軟件，確定在地震參數、建筑自身質量等參數的限制下，不同節點連接方法的強度情況，在此基礎上選擇最佳的節點結構。

最后為鋼結構的運行狀態分析，防止結構運行中發生變形等問題，這對鋼結構的搭建方法提出的要求很高，需要分析各類鋼結構搭建方法的承力性能。

4? 結論

綜上所述，在鋼筋混凝土建筑的施工和運行中，常見的倒塌原因為地質環境較差、鋼結構質量問題以及框筒配重和施工強度等方面的問題，導致系統運行中容易出現倒塌問題。要提高建筑的抗倒塌性能，可以通過合理的基礎結構設計、框筒結構設計和鋼結構設計工作，提高建筑的施工和運行質量。

參考文獻：

[1] 汪玉容.鋼筋混凝土建筑結構的抗地震破壞倒塌能力評估研究[J].地震工程學報，2018（5）：919～925.

[2] 張凡榛.鋼筋混凝土板柱結構抗倒塌性能研究[D].湖南大學，2012.