馮新恒 韓夢(mèng)偉
摘要:地震常見的一種自然災(zāi)害,危害性極強(qiáng),破壞力極大。尤其是對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的破壞不可想象,大的地震甚至可能造成建筑物直接被摧毀,這樣在遇到地震的時(shí)候人們的安全就會(huì)受到極大地影響。所以,在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的時(shí)候一定要認(rèn)真考慮抗震這個(gè)因素,一個(gè)建筑有著良好的抗震性能是非常重要的,既可以保護(hù)用戶的安全,又能夠在地震時(shí)降低損失。本文分析了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);抗震設(shè)計(jì);探析
一、抗震性在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要性
地震是我們常見的一種自然災(zāi)害,且地震帶來(lái)的危害大、破壞性強(qiáng)、還具有不容易預(yù)測(cè)的特點(diǎn),所以當(dāng)?shù)卣鹨坏┌l(fā)生,其危害將十分巨大,如果我們的建筑沒(méi)有抗震性,就可能使人們的生命財(cái)產(chǎn)安全遭受毀滅性破壞。所以說(shuō),建筑自身的抗震性具有十分重要的作用。我國(guó)在對(duì)建筑抗震規(guī)范的抗震要求提出一定要做到“小震不壞、中震可修、大震不倒”的原則,根據(jù)這個(gè)要求和目標(biāo),我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震性取得了十分重大的成就,建筑的抗震技術(shù)也基本成熟,使人們?nèi)罕娫诘卣鹬惺盏絺Φ目赡苄源蟠鬁p低,但目前的建筑抗震性距離人們的要求還有一段距離,而且隨著建筑的裝飾越來(lái)越豪華,如何避免人員傷亡,并盡可能的保護(hù)建筑已經(jīng)成為抗震技術(shù)應(yīng)用層面的又一新方向。
二、建筑工程抗震設(shè)計(jì)考慮因素
(一)建筑工程選址
建筑工程的選址所在地是其結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。具體來(lái)講,地震自然災(zāi)害發(fā)生時(shí),由于距震中距離、地震強(qiáng)等原因,地震所在區(qū)域的地表層會(huì)產(chǎn)生一些變化。這種情況下,建筑工程所在地地表結(jié)構(gòu)、土壤情況等客觀因素是直接影響到建筑工程結(jié)構(gòu)是否安全的,也是直接影響到建筑工程本身的抗震功能。
(二)建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)成
建筑工程抗震設(shè)計(jì)是綜合建筑工程各個(gè)構(gòu)成的設(shè)計(jì),不是單一的設(shè)計(jì)。對(duì)于整個(gè)建筑工程的抗震性來(lái)講,其內(nèi)部各個(gè)構(gòu)成的抗震設(shè)計(jì)、相互關(guān)聯(lián)的抗震性以及整體的構(gòu)成抗震性共同組合形成一個(gè)完整的體系,才能確保其抗震功能的完美實(shí)現(xiàn)。因此,在進(jìn)行建筑工程抗震設(shè)計(jì)時(shí),需要處理好個(gè)體建筑和整體建筑之間的關(guān)聯(lián)性和獨(dú)立性,應(yīng)該盡量避免一方出現(xiàn)問(wèn)題,影響到另一方的抗震平衡。除此之外,相關(guān)設(shè)計(jì)人員需要具備辯證分析的能力,從全面的角度來(lái)考慮建筑部件剛度和強(qiáng)度的關(guān)系,對(duì)部件的這兩個(gè)要素進(jìn)行合理分配,避免由于二者的因素,影響建筑工程的抗震功能。
(三)確保建筑物的平面規(guī)則性布置
在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的實(shí)際分析中,必須充分考慮建筑物布局的規(guī)律,這是抗震設(shè)計(jì)中一個(gè)非常重要的因素。通過(guò)盡可能地保持建筑設(shè)計(jì)的規(guī)則,我們就能更好地了解建筑的構(gòu)造。對(duì)于不規(guī)則結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),必須采取相應(yīng)的設(shè)計(jì)對(duì)策。
三、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)措施
針對(duì)當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的主要問(wèn)題,相應(yīng)的指出了改進(jìn)措施。當(dāng)前,建筑結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算的方法主要有反應(yīng)譜法和靜力彈塑性法。在我國(guó)和其它許多國(guó)家的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中,都采用反應(yīng)譜理論來(lái)確定地震荷載。建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算結(jié)果分析的主要內(nèi)容有結(jié)構(gòu)的位移、扭轉(zhuǎn)系數(shù)、層間的剛度、剪重比系數(shù)以及自振周期等。
(一)抗震結(jié)構(gòu)的慎重選擇
在開展建筑工程項(xiàng)目平面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),需要注重均衡性。在保證建筑使用功能的前提下,盡可能的簡(jiǎn)化建筑結(jié)構(gòu)。通過(guò)選擇一些荷載均勻分布的結(jié)構(gòu)體系,盡可能減小應(yīng)力集中區(qū)域,同時(shí)選取一些強(qiáng)度等級(jí)較高、剛度較好的主體結(jié)構(gòu),能最大程度上提升建筑物的抗震能力。要提高結(jié)構(gòu)的延性,還要采取強(qiáng)剪弱彎的措施。要采取措施來(lái)增大梁柱和柱端的組合剪力值,保證任何構(gòu)件在強(qiáng)震發(fā)生時(shí)都不會(huì)損壞其剪力。
(二)優(yōu)化布局盡量減少地震能量
在地震設(shè)計(jì)中,通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和定量點(diǎn)位移加固方法的分析,能有效地減少地震災(zāi)害的輸入能量,整體效果是達(dá)到建筑物的抗震性能。在定量分析與設(shè)計(jì)中,通過(guò)構(gòu)件多次重復(fù)計(jì)算總承載力的計(jì)算,采用合理的措施來(lái)控制建筑的位移延性比,使建筑在面對(duì)地震災(zāi)害時(shí),其結(jié)構(gòu)變形最小。建筑地基的選擇,盡可能地為硬地基,盡可能避免建筑物在地震周期中處于更積極的位置,減少地震能量在建筑中的運(yùn)輸,從而減少地震破壞的程度。
(三)抗震防線的多重設(shè)置
抗震防線可以實(shí)現(xiàn)抗震效果的最大化。在設(shè)計(jì)中,我們可以用良好的性能來(lái)討論擴(kuò)展建筑結(jié)構(gòu),并將人們引入抗震防御線系統(tǒng)。此外,一些建筑構(gòu)件被用作兩到三道防線。通過(guò)建立多條地震線,可以有效地減少地震后的沖擊力,從而保障人民的財(cái)產(chǎn)和生命安全。
(四)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)剡x擇建筑建造場(chǎng)地
在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)者首先要確定好建筑建造場(chǎng)地,場(chǎng)地的選擇非常重要。一般來(lái)說(shuō),要選擇開闊、平坦的堅(jiān)硬場(chǎng)地土或者是密實(shí)度均勻的應(yīng)場(chǎng)地土地段等,這樣能夠避免由于軟弱場(chǎng)地土、易液化土、狀態(tài)不均勻等問(wèn)題所引起的建筑結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定問(wèn)題。尤其是一些危險(xiǎn)地段,如果地震發(fā)生,有可能所示出現(xiàn)坍塌、地陷以及泥石流等,這些區(qū)域本身的地質(zhì)情況就是如此,因此對(duì)建筑本身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求就非常高,建筑結(jié)構(gòu)本身的抗震性也必然非常卓越,但是由于周圍大環(huán)境的條件惡劣,這些區(qū)域的建筑結(jié)構(gòu)抗震性能也會(huì)大打折扣。而通過(guò)大量的研究發(fā)現(xiàn),一部分由于地震引起的建筑損壞事件,在地震到來(lái)的時(shí)候,建筑結(jié)構(gòu)的損害不僅僅來(lái)自于地震所帶來(lái)的外部傷害,還包括建筑建造場(chǎng)地選擇不合理的因素。所以,嚴(yán)謹(jǐn)選擇建筑建造場(chǎng)地是非常重要的,它是保障建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的基礎(chǔ)和前提。如果必須要將建筑建造在軟弱土質(zhì)、易液化土等區(qū)域上,那么則必須要采用一定的加固措施,通過(guò)這些措施,保障建筑結(jié)構(gòu)能夠符合國(guó)家抗地震等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。
(五)保證建筑構(gòu)件以及連接點(diǎn)處質(zhì)量
要保證建筑中各個(gè)結(jié)構(gòu)以及與連接處的質(zhì)量,防止玻璃幕墻等在受到地震所用下出現(xiàn)變形情況,或者是在受到地震影響之后可以及時(shí)由建筑物脫離。在對(duì)玻璃隔斷或者是在內(nèi)隔墻等構(gòu)件展開設(shè)計(jì)時(shí),一定要保證連接點(diǎn)的質(zhì)量。
結(jié)語(yǔ)
綜上所述,地震自然災(zāi)害作為重大地質(zhì)自然災(zāi)害,我國(guó)大陸有眾多區(qū)域?qū)儆诘卣鹱匀粸?zāi)害頻發(fā)地帶。尤其是近幾年,我國(guó)多次發(fā)生重大地震自然災(zāi)害,如2008年汶川地震,這些地震災(zāi)害造成了重大人員傷亡,給當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)造成了巨大的損失,影響了當(dāng)?shù)厣鐣?huì)的發(fā)展,給災(zāi)后重建也增添了難度。為了避免出現(xiàn)更多的人員傷亡,降低災(zāi)后重建的困難度,我們就必須要注重地震帶區(qū)域建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),尤其是抗震設(shè)計(jì),綜合當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)特點(diǎn),設(shè)計(jì)出具有實(shí)用性的抗震方案,保證其合理性,保證方案投入使用后,建筑工程能夠具有完美的抗震功能,提高建筑工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,能夠在地震中生存下來(lái),減少災(zāi)后重建的工作,在地震中能夠提供安全的場(chǎng)所。
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