市政建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震設(shè)計(jì)策略

李峰 邱煒 孔凡龍

在市政建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，抗震設(shè)計(jì)是一項(xiàng)關(guān)鍵性的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，只有保障抗震設(shè)計(jì)足夠科學(xué)合理，才可以為市政建筑工程的后期應(yīng)用效果及其安全性提供有效保障，避免由于地震災(zāi)害對市政建筑工程帶來不利影響，盡最大限度保障人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。因此，在具體的市政建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員一定要注重抗震性能的保障，采用科學(xué)合理的策略來進(jìn)行市政建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)。

1.市政建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)現(xiàn)狀

首先，就目前我國的市政建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)而言，因?yàn)橐恍┰O(shè)計(jì)人員并不是十分清楚抗震設(shè)計(jì)方面的相關(guān)概念，所以會(huì)盲目采用混凝土墻體厚度增加的形式來試圖提升整體結(jié)構(gòu)的抗震防震性能。一方面，這樣的設(shè)計(jì)勢必增加市政建筑結(jié)構(gòu)的施工成本；另一方面，因?yàn)楹裰氐幕炷翂w結(jié)構(gòu)吸收了過多的地震能量，所以結(jié)構(gòu)損壞等問題也很容易產(chǎn)生。其次，在具體設(shè)計(jì)中，部分設(shè)計(jì)人員因?yàn)椴⑽疵鞔_認(rèn)識(shí)到結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)對整體市政建筑工程的重要意義，所以在其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中往往將抗震設(shè)計(jì)這一部分內(nèi)容忽視，并不能通過科學(xué)的方式對其抗震結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，也不能對抗震級別做出適當(dāng)選擇，這樣就導(dǎo)致很多市政建筑工程結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)并不科學(xué)[1]。在這樣的情況下，一旦發(fā)生地震災(zāi)害，市政建筑工程的質(zhì)量與安全都將受到非常嚴(yán)重的威脅，進(jìn)而造成重大的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡情況。最后，在進(jìn)行市政建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)過程中，因?yàn)閼?yīng)用的軟件并不統(tǒng)一，所以其模擬計(jì)算結(jié)果也會(huì)存在一定程度的差異性，這樣的情況就對市政建筑工程結(jié)構(gòu)的地震災(zāi)害研究、地震反應(yīng)監(jiān)測以及抗震模型試驗(yàn)等的效果都造成了較大的不利影響，導(dǎo)致市政建筑工程結(jié)構(gòu)的抗震加載不夠精準(zhǔn)，這也對其抗震設(shè)計(jì)質(zhì)量提升造成了很大程度的阻礙。

2.市政建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的基本原則

為了盡最大限度降低地震災(zāi)害對市政建筑工程結(jié)構(gòu)的不利影響，保障其整體結(jié)構(gòu)性能和工程的安全性，在對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的過程中，主要應(yīng)遵循以下幾個(gè)方面的原則：（1）做好荷載控制，具體控制中，需要綜合判斷市政建筑工程結(jié)構(gòu)內(nèi)部的具體應(yīng)力情況，并將其荷載的標(biāo)準(zhǔn)與計(jì)算條件作為依據(jù)來進(jìn)行荷載測試，以此來保障荷載設(shè)計(jì)的合理性。（2）做好構(gòu)件質(zhì)量控制，具體設(shè)計(jì)中，應(yīng)采用合理的方法來進(jìn)行構(gòu)件構(gòu)造測試，并做好構(gòu)件截面功能的分析，使其與實(shí)際抗震需求相符。（3）做好內(nèi)力控制，具體控制中，主要應(yīng)該對市政建筑結(jié)構(gòu)的各種作用力進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，并對其構(gòu)件的拉力、承載力、剪力以及彎矩力等進(jìn)行分析，保障其與市政建筑工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件實(shí)際的內(nèi)部需求相符。第四是做好構(gòu)件功能校驗(yàn)，在此過程中，需要借助標(biāo)準(zhǔn)體系來進(jìn)行構(gòu)件功能的校驗(yàn)分析，如果校驗(yàn)結(jié)果與構(gòu)件的實(shí)際功能需求不符，則需要及時(shí)對其進(jìn)行基礎(chǔ)功能調(diào)整，以此來保障設(shè)計(jì)質(zhì)量，滿足市政建筑工程的實(shí)際應(yīng)用需求[2]。

3.市政建筑工程結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)策略分析

3.1 地基位置和場地的合理選擇

（1）在對市政建筑工程中的地基結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)工作者需要將《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》以及ISO09001 質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系作為依據(jù)來進(jìn)行地基結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)，并對其設(shè)計(jì)場地進(jìn)行合理選擇。通過這樣的方式，才可以有效降低市政建筑設(shè)計(jì)中諸多不科學(xué)因素出現(xiàn)的概率。在此過程中，設(shè)計(jì)工作者需要對市政建筑工程規(guī)劃區(qū)域中是否曾有地震發(fā)生、是否有房屋倒塌情況發(fā)生進(jìn)行全面考察與分析，如有發(fā)生，應(yīng)做好相應(yīng)的記錄，這樣便可以為整體工程地基、場地的選擇加以綜合的規(guī)劃和配置，以此來為后續(xù)的市政建筑工程施工提供足夠便利。

（2）在對市政建筑工程進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)工作者也應(yīng)該充分注重其選址的科學(xué)性。具體選址中，應(yīng)盡可能選擇開闊、空曠的地點(diǎn)，并借助空間視角對整體市政建筑工程設(shè)計(jì)和周邊景觀之間的兼容性進(jìn)行分析。通過這樣的方式，在保障市政建筑工程結(jié)構(gòu)抗震效果的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提升其美觀性。

（3）具體的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)工作者應(yīng)該對市政建筑工程不同單元之間的實(shí)際地基配置情況進(jìn)行全面分析。如果發(fā)現(xiàn)施工現(xiàn)場實(shí)際的地基土質(zhì)和前期工程勘察得出的結(jié)果存在差異，則需要對液化土以及軟黏性土之間的關(guān)系加以重新調(diào)整，保障土壤的均勻性，以此來提升其結(jié)構(gòu)的抗震效果。

（4）在市政建筑工程的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)工作者也需要對地下是否存在對環(huán)境和生態(tài)具有危害的因素進(jìn)行全面分析，并對其具體的位置情況進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算。通過這樣的方式，科學(xué)編制市政建筑工程的結(jié)構(gòu)抗震規(guī)劃方案。

3.2 通過抗震等級標(biāo)準(zhǔn)的融入優(yōu)化構(gòu)件設(shè)計(jì)

在對市政建筑工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的過程中，為有效提升其抗震性能，保障整體市政建筑工程的安全性，設(shè)計(jì)工作者應(yīng)將新時(shí)代的建筑工程抗震等級標(biāo)準(zhǔn)科學(xué)融入其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。并將其結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)與當(dāng)?shù)匕鍓K運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、天氣因素以及生態(tài)環(huán)境因素等進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，以此來實(shí)現(xiàn)市政建筑工程結(jié)構(gòu)抗震強(qiáng)度的顯著提升。

（1）設(shè)計(jì)工作者應(yīng)按照市政建筑工程的具體高度來做好其建筑結(jié)構(gòu)模式的區(qū)分，對不同高度情況下的建筑結(jié)構(gòu)抗震等級要求加以綜合考慮，盡可能讓市政建筑結(jié)構(gòu)有能力承受住一定等級的地震強(qiáng)度。這樣才可以有效確保其抗震性能，盡最大限度避免地震對市政建筑結(jié)構(gòu)的破壞。

（2）因?yàn)榻ㄖ庥^會(huì)對其抗震能力產(chǎn)生直接影響，所以在具體的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)工作者也應(yīng)該將市政建筑的外觀納入抗震設(shè)計(jì)，使其結(jié)構(gòu)外觀和構(gòu)件之間的情況得以有效衡量，并做好市政建筑結(jié)構(gòu)外觀抗震效果的綜合評定，主要包括坡面結(jié)構(gòu)、立面模型以及截面模型等的抗震性能綜合評定，保障市政建筑結(jié)構(gòu)中的每一個(gè)立面效果都與其實(shí)際抗震需求相符。通過實(shí)踐與研究發(fā)現(xiàn)，如果建筑結(jié)構(gòu)足夠規(guī)則，其抗震性能也會(huì)更好，這是因?yàn)橐?guī)則的建筑結(jié)構(gòu)空間配置具有對稱性特征，這樣便可實(shí)現(xiàn)整體結(jié)構(gòu)承載力的均勻分布，其抗震性能也將得到進(jìn)一步提升。

（3）在具體的市政建筑工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)工作者應(yīng)該做好防震縫的添加，通過市政建筑工程實(shí)際施工情況與應(yīng)用需求的全面考慮，對必要性的抗震單元進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，以此來有效降低抗側(cè)力給市政建筑工程結(jié)構(gòu)帶來的不利影響，提升其抗震性能。在對防震縫進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)工作者一定要對其進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算，以此來確保此項(xiàng)設(shè)計(jì)的可行性，實(shí)現(xiàn)市政建筑工程抗震能力的有效提升。

3.3 建筑材料的科學(xué)選擇

對于任何的建筑結(jié)構(gòu)而言，其主要的承重原料都是建筑材料，而建筑材料自身的塑性和剛度會(huì)在整個(gè)建筑工程結(jié)構(gòu)抗震性能中起到很大的影響作用。基于此，在對市政建筑工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的過程中，設(shè)計(jì)工作者應(yīng)該充分考慮建筑材料的合理選擇。具體選擇中，應(yīng)該對市政建筑工程所在地實(shí)際的地質(zhì)特征、地形地貌、板塊運(yùn)動(dòng)等的各種條件進(jìn)行全面了解，并以此為依據(jù)來選擇抗震性能符合實(shí)際工程需求的建筑材料，這樣才可以讓整體市政建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能得到良好保障。一般情況下，在市政建筑結(jié)構(gòu)的材料選擇中，通常以輕質(zhì)量、高強(qiáng)度的建筑材料為主，同時(shí)應(yīng)保障其整體性和延展性足夠好。對于板塊比較穩(wěn)定的施工區(qū)域，市政建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，可以科學(xué)利用裝配式混凝土，這種材料更加輕便，且施工操作也較為簡單。但是如果市政建筑工程所在地為地震頻發(fā)區(qū)域，現(xiàn)澆筑混凝土結(jié)構(gòu)就很容易產(chǎn)生裂縫問題，其安全性也難以得到有效保障。在這樣的情況下，需要選擇現(xiàn)澆筑混凝土結(jié)構(gòu)，這種材料不僅具有良好的整體性特征，且有著很高的性價(jià)比，其強(qiáng)度和剛度也都比較好，可有效保障整體市政建筑工程結(jié)構(gòu)的抗震性能，確保其后期的應(yīng)用效果和安全性。

4.結(jié)語

綜上所述，在進(jìn)行市政建筑工程的設(shè)計(jì)過程中，關(guān)鍵是其結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)。但是因?yàn)槲覈姓ㄖこ淘O(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)起步較晚，一些設(shè)計(jì)人員在目前依然不能對此項(xiàng)設(shè)計(jì)做到足夠重視，或者對其設(shè)計(jì)概念和方法做不到全面了解，進(jìn)而導(dǎo)致市政建筑工程的抗震設(shè)計(jì)始終存在問題，整體工程質(zhì)量與安全更是難以得到有效保障。基于此，設(shè)計(jì)工作者一定要加強(qiáng)市政建筑工程的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)研究，明確其抗震設(shè)計(jì)的重要性，掌握主要的設(shè)計(jì)原則，并通過科學(xué)合理的策略來提升市政建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)效果，包括地基位置和場地的合理選擇、抗震等級標(biāo)準(zhǔn)的融入以及建筑材料的科學(xué)選擇等，以此來提升整體市政建筑工程結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)質(zhì)量，保障其結(jié)構(gòu)的抗震性能。這樣才可以有效滿足當(dāng)今市政建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)際抗震需求，使其應(yīng)用效果得以充分發(fā)揮，盡最大限度降低地震災(zāi)害對整體工程結(jié)構(gòu)的不利影響，保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。