芻議工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計

■許強鋼 ■安徽省古建園林規(guī)劃設(shè)計研究院，安徽 合肥 230000

地震是最常見的自然災(zāi)害之一，無論是2013年的蘆山地震，還是2008年的汶川地震，在很大程度上對社會的發(fā)展以及人們的生命財產(chǎn)安全造成了嚴重的威脅。因此，建筑的抗震設(shè)計至關(guān)重要。然而，工業(yè)和民用建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計還存在一些問題，導(dǎo)致地震發(fā)生時不能夠有效的抵抗。因此，針對工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的研究具有非常重要的現(xiàn)實意義。

1 工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計分析

(1)柔性抗震設(shè)計。柔性抗震設(shè)計是科技人員經(jīng)過多年的努力研究出來的一種抗震設(shè)計方法，是以消能減震技術(shù)和隔震技術(shù)來實現(xiàn)的，在上世紀90年來逐漸的開始使用。工業(yè)與民用建筑在采用柔性抗震設(shè)計的過程中應(yīng)該注意以下幾個方面:其一，該種抗震設(shè)計對多層、底層建筑效果比較明顯，通常在硬土場地設(shè)計隔震建筑，主要是因為當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時，對于隔震建筑，其變形主要幾種表現(xiàn)在隔震層，通過隔震建筑的減震效果，能夠使水平加速和上部結(jié)構(gòu)反應(yīng)降低65%左右，能夠有效的降低或者消除地震作用對建筑結(jié)構(gòu)造成的損壞;其二，消能減震技術(shù)是通過附加阻尼器或者阻尼的非線性滯變能耗，來降低或者消除地震反應(yīng)對工業(yè)與民用建筑的地震損壞，該種抗震設(shè)計具有非常多的優(yōu)點，消能減震技術(shù)并不受建筑結(jié)構(gòu)類型的影響，并且消能部件不承受結(jié)構(gòu)重力，同時消能減震技術(shù)能夠有效的降低結(jié)構(gòu)在風(fēng)作用下產(chǎn)生的加速度以及位移相應(yīng)。但是，該種抗震設(shè)計新技術(shù)尚處在理論研究階段，某些技術(shù)的實用性、安全性等還處在研究階段，需要進行進一步的強化，并且消能減震以及隔震技術(shù)建造的工業(yè)與民用建筑還會增加投資成本，限制了該種抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計方式的推廣和應(yīng)用。

(2)剛性抗震設(shè)計。剛性抗震設(shè)計是傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方式，即通過強化設(shè)計結(jié)構(gòu)強度，提高建筑抵抗地震破壞能力;通過強化塑性設(shè)計，提高建筑的延性以及抗倒塌能力;通過強化結(jié)構(gòu)剛性設(shè)計，提高建筑的抗變形能力的抗震設(shè)計方式。目前，世界范圍內(nèi)采用最廣泛的抗震設(shè)計方式為剛性抗震設(shè)計方式，其抗震設(shè)計以混凝土的結(jié)構(gòu)為主，主要通過增加抗側(cè)力構(gòu)件的截面，例如柱、梁等，提高混凝土標號以及增加配筋量等措施來提高建筑物自身的延性以及剛性，以此實現(xiàn)抗震的效果。剛性鋼針設(shè)計的優(yōu)點在于該種抗震設(shè)計理念經(jīng)過長期的應(yīng)用和發(fā)展，形成了一套相對成熟和完整的理論，不僅技術(shù)非常成熟，還有豐富的實踐經(jīng)驗。同樣，其缺點在于增大工業(yè)和民用建筑剛度的同時，由于建筑結(jié)構(gòu)自身剛度無論多大，抵抗能力都相對有限，當(dāng)遇到強烈的地震作用時并不能有效保證建筑不受損害，同時增加了地震加速度，導(dǎo)致建筑受到的地震效應(yīng)更強，抵抗地震損害的能力相對有限。

(3)局部抗震設(shè)計。局部抗震設(shè)計主要包括以下幾個方面:其一，在詳細的分析了地震的破壞機理之后，發(fā)現(xiàn)地震縱波的傳播速度比地震橫波快，地震縱波在建筑結(jié)構(gòu)的主體部位以及連接構(gòu)件之間形成了一個相對容易被破壞的環(huán)節(jié)，當(dāng)?shù)卣饳M波抵達后會直接作用在工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)主體，導(dǎo)致工業(yè)與民用建筑出現(xiàn)倒塌的問題，通過對工業(yè)與民用建筑發(fā)生的地震資料進行分析，工業(yè)與民用建筑的后砌墻結(jié)構(gòu)和樓板很容易出現(xiàn)損壞與坍塌的問題，因此，應(yīng)該充分的考慮建筑主體結(jié)構(gòu)與連接構(gòu)件之間的質(zhì)量，科學(xué)的設(shè)計截面形式以及接觸面積，同時深入探討和設(shè)計后砌墻和模板之間的連接狀況，有效的提高工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的抗震能力;其二，科學(xué)的選擇建設(shè)場地，工業(yè)與民用建筑場地對建筑的抗震性能具有直接的關(guān)系，全面的分析工業(yè)與民用建筑場地的巖土工程、工程地質(zhì)遺跡地形地貌等環(huán)境條件，確定最為合理、科學(xué)的場地條件，盡可能的降低建筑上部結(jié)構(gòu)對建筑接觸的影響，以此降低在地震作用下對建筑結(jié)構(gòu)的損壞程度，因此，在選擇建筑場地時，應(yīng)該盡可能的避免選擇軟弱粘土區(qū)、采空區(qū)、非巖質(zhì)陡坡區(qū)等，如果需要在軟土地基中上建筑工業(yè)與民用建筑，應(yīng)該采取合理的地基處理基礎(chǔ)有效的提高地基的整體性與剛性，以此保證工業(yè)與民用建筑在地震作用下具備較強的抗震能力;其三，提高施工質(zhì)量，根據(jù)近幾年較大地震的相關(guān)資料顯示，影響工業(yè)與民用建筑抗震能力的原因與施工質(zhì)量具有直接的關(guān)系，因此，為了保證人們的生命和財產(chǎn)安全，工業(yè)與民用建筑的抗震設(shè)計人員以及施工人員，應(yīng)該以國家、社會以及人們的生命財產(chǎn)安全為出發(fā)點進行抗震設(shè)計和施工，以此保證工業(yè)與民用建筑具備足夠的抗?fàn)幠芰Α?/p>

2 強化工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的有效措施

(1)選擇合適的抗震結(jié)構(gòu)形式。目前，我國工業(yè)與民用建筑的結(jié)構(gòu)形式相對較多，主要包括鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)結(jié)構(gòu)等形式，各種建筑結(jié)構(gòu)形式的抗震性能存在一定的差異。因此，為了提高工業(yè)與民用建筑的抗震性能，應(yīng)該根據(jù)建筑現(xiàn)場的具體狀況，選擇具有較強承載能力、變形能力、柔性以及抗?fàn)幠芰Φ目拐鸾Y(jié)構(gòu)形式，防止工業(yè)與民用建筑在地震作用下受到破壞。

(2)選擇合適的建筑場地。全面的熟悉和了解我國相關(guān)的抗震減災(zāi)法，尤其是對于可能發(fā)生自然災(zāi)害的地區(qū)的工業(yè)與民用建筑工程來說，更應(yīng)該重視工業(yè)與民用建筑的抗震性能，通過評價工業(yè)與民用建筑的抗震性能符合國家的相關(guān)標準之后，設(shè)置相應(yīng)的抗震標準。通常狀況下，抗震設(shè)防主要分為甲、乙、丙、丁四種，對于容易發(fā)生地震災(zāi)害的工業(yè)與民用建筑，在選擇建筑場地時，應(yīng)該選擇能夠降低或者消除地震影響的地理位置，盡量避免在容易影響工業(yè)與民用建筑工程安全的區(qū)域建造工業(yè)與民用建筑，特別是軟弱地基，在地震的作用下很容易出現(xiàn)液化現(xiàn)象，降低工業(yè)與民用建筑地基的抗震能力，導(dǎo)致工業(yè)與民用建筑出現(xiàn)傾斜甚至倒塌的問題。

3 結(jié)束語

總而言之，工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)抗震性能直接關(guān)系到國家和人民的生命財產(chǎn)安全，但是其抗震設(shè)計是一項系統(tǒng)、復(fù)雜的工程，為了保證工業(yè)與民用建筑的抗震能力，在進行工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時，應(yīng)該選擇合適的抗震設(shè)計方法，然后采取相應(yīng)的強化措施提高工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震能力，進而促進整個建筑行業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展。

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