現代建筑結構抗震設計及加固處理研究②

樊強

摘要：隨著我國社會主義現代化建設的快速發展，建設用地日趨緊張，現代建筑結構正逐步向多樣化方向發展，高層建筑形式逐漸成為當前建筑領域的主要發展趨勢。但是高層建筑的特點是樓層高，一旦發生地震等災害，會造成巨大的損失。因此，將抗震設計融入現代建筑結構中具有十分重要的意義。由于建筑結構的抗震設計與工程的質量和安全密切相關，在抗震設計的過程中，涉及的領域和因素很多，這在很大程度上增加了抗震設計的難度。因此，目前建筑結構在抗震設計中仍存在許多問題和隱患。因此，在發生地震時，房屋不能成為人們的避難所，而是威脅人們生命和健康的一根稻草。因此，分析現代建筑結構的抗震設計和加固處理對建筑工程的發展具有重要的現實意義。

關鍵詞：現代建筑;結構抗震設計;加固處理

1 建筑抗震結構設計的基本原則

由于幾個延性較好的子系統將構成一個抗震結構體系，具有一定延性的結構構件相互配合。例如，韌性框架和剪力墻構成框架-剪力墻結構。在一系列的大地震之后，經常伴隨著一系列的余震。如果只設計了一條防御線，余震的破壞將在很大程度上導致已經損壞的建筑倒塌，造成致命的打擊。為了防止地震倒塌，在地震結構體系中必須設計大的內外冗余度。為了在很大程度上提高結構的抗震性能，耗能構件應滿足良好的延性和適當的剛度要求。

2 房屋建筑結構設計中常見的抗震結構類型

2.1 整體結構設計

在設計房屋建筑結構的過程中，整體結構的設計是最基礎也是最重要的一項內容，不僅要求確保設計的合理性，還要對結構材料進行嚴格的篩選，全面提升建筑結構的強度，避免被地震所影響。在實際設計中，應該對鋼結構進行深入的研究，尤其在框筒結構設計的過程中，強度必須要滿足要求。對于鋼結構來說，各個節點的強度相對較低。在實際設計中，要對節點受力進行詳細的分析，保持平衡的節點彎矩，受到斜向地震力的影響，橫軸和縱軸的彎矩比為1.414：1。為了更加深入地對斜向地震的影響進行研究，可以采用有限元分析軟件進行仿真分析，設定好參數后由軟件進行計算。

2.2 伸縮縫結構設計

針對規模較大的房屋建筑結構，采用設計伸縮縫的方式可以預防結構變形碰撞的問題。并不是所有房屋建筑的結構都適合設置伸縮縫，通常在大規模建筑、組合式建筑中比較常用，具體的應用方式要根據實際情況進行分析。

2.3 隔震層設計

在建筑設計的過程中，很多規模較大的建筑都會采用設置隔震層的方式來降低地震力的傳導效果。在實際設計的過程中，常用的思路和方法有2種。一種是在地基中設置隔震層，可以選擇有效的吸能材料，然后在基坑中填埋，如果發生地震，則地基中的吸能材料可以降低能量傳導，具有一定的結構防護效果。另一種是設置隔震基座。這種結構的技術形式多種多樣，包括滑移隔震支座、鉛芯隔震基座等等。對于規模較大的建筑，會在地面建筑與樁體之間安裝隔震支座，利用這個結構降低地震能量的傳導效果，確保建筑的穩定安全。

2.4 我國建筑結構抗震加固的發展歷程

建筑物結構想要實現抗震加固的需求就必須要以抗震鑒定后的結論作為依據，所以可以說抗震加固工作是抗震鑒定的另一種存在形式。在過去的幾十年發展歷程當中可以發現，我國的建筑物結構抗震鑒定與加固工作已經經歷了三個發展階段。

2.4.1 起步階段

第一階段為起步階段，從1966年邢臺地震爆發開始到10年后唐山大地震再次爆發為止，讓人們逐漸意識到到了建筑物抗震的重要性，而這一階段的經歷也成為了我國抗震鑒定與加固處理的一個起點，同時也是一個嘗試與試驗的階段。該階段所具備的特點主要包括：對抗震鑒定、加固處理的基本方法和相關技術進行探索和分析，通過大量的實踐表明了抗震鑒定與加固處理對于提高建筑結構安全性而言有一定的有效性和必須性。

2.4.2 高速發展階段

第二階段為高速發展階段，從唐山大地震開始一直持續到1989年國家標準《建筑抗震設計規范》正式發布為止。該階段被人們稱之為抗震鑒定及加固處理的高速發展階段。在這個發展階段中所呈現出來的特點與上一階段有著本質上的不同，主要包括：構建了完善的抗震鑒定與加固管理體系，并基于該體系的基礎上進一步制定了適合當下建筑結構安全的《工業及民用建筑抗震鑒定標準》，并在國家政府的統一部署下，首選完成了7度以上的抗震設防地區建筑物抗震鑒定與加固工作，有效地提高了我國城市內建筑的抗震性能。同時也正是在這一高速發展階段當中，抗震加固處理技術提出了極強變形能力、提高強度以及提高整體性等建議，并通過構造柱、外加圈梁、夾板墻以及鋼構套等方式作為基本手段，逐漸形成一系列以外加構件法、替換法以及增強自身法等方式來完成抗震結構的加固處理。

2.4.3 綜合開發階段

第三階段為綜合開發階段，該階段的起始時間為《建筑抗震設計規范》正式執行的日子開始，也是經過了長期的發展和經驗總結后，逐漸進入到抗震鑒定與加固的綜合開發與發展階段當中，也在一定程度上意味著我國的建筑結構抗震設計已經取得了一定的成績。該階段所展現出來的主要特點有：建筑結構的抗震鑒定與加固處理已經按照相關要求擴大至6度設防區當中，同時，結合該地區的實際情況，梳理并制定了與GBI11-89設計規范相適應的鑒定方法和加固技術等相關規范、標準，目的在于強調綜合發展和分析現代建筑結構的抗震性能。建筑結構的抗震鑒定與加固以及功能改造在我國經濟體制改革的過程中形成了一種緊密的結合，因為在進行抗震加固時，不僅要考慮其安全性，還要想到建筑面積的擴大和使用，在改變和完善建筑使用功能的同時，還可以保持建筑物的美觀造型。處于這一發展階段當中，涌現出了很多全新的鑒定、加固技術和材料，例如：鋼筋化學錨固技術、消能減震技術、碳釬維片加固技術以及隔震技術等。

3 建筑結構加固處理技術

促進抗震加固技術的發展進步的主要動力就是最新研發的加固材料，通過對過去幾十年的經驗教訓總結發現，有效的抗震鑒定檢測技術都是依托于檢驗儀器的基礎上實現提高的，加固技術則是依托于新材料的出現和應用而實現發展的。因為先進的加固材料具備高強、輕質、耐高溫、抗腐蝕等性能，不僅抗震防火的效果非常理想，而且便于加固施工，是促進加固處理發展的關鍵所在。而加固改造方法的有效提升是促進加固發展的另一大助力。現階段的加固處理主要是以建筑結構以及承載力不足等方面的加固為主，就整體角度而言缺少了對結構的辨別和掌控。例如：在處理加固多層磚混結構墻體時，關鍵在于增強墻體的鋼度，從而與相鄰樓層的產生一定的鋼度差，這樣的加固方式對于建筑結構的抗震性能而言存在一定不利影響。另外，在進行加固處理之后的構件其承載力有著明顯的提升，但是卻造成了防火等級下降的情況。這些問題都在一定程度上表明了在進行加固處理時需要就整體角度進行把控，通過加固處理的方式來妥善地解決存在的問題。

結束語：

總而言之，在地震頻發的環境下，加強對現代建筑結構抗震設計和加固處理是非常必要的，當基于合理的角度上明確建筑結構的具體形式之后，就需要科學地布置建筑物的結構抗震設計，只有這樣才能夠最大限度地避免因抗震不利而造成的嚴重后果。因此，不斷創新和優化建筑結構設計，是保障人們生命財產安全的重點，更是建筑行業得以持續發展的關鍵。

參考文獻：

[1]楊 洋. 結構抗震設計在現代建筑幕墻設計中的探討[J].建筑發展，2019，3（6）：144～145

[2]李秀芬. 汪志綱.基于性能的鋼筋混凝土建筑結構抗震設計探究[J].百科論壇電子雜志，2019，1：76～77

[3]王麗麗.工民建結構設計中抗震設計的重要性及優化策略[J].建筑工程技術與設計，2018，22：1129