淺析工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)

楊承國(guó)

[摘 要]文章主要闡述了工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的相關(guān)問(wèn)題。近年來(lái)結(jié)構(gòu)抗震一直是建筑行業(yè)中至關(guān)重要的問(wèn)題，也是一門(mén)值得深入研究的課題。文章從工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)開(kāi)始著手，對(duì)現(xiàn)有的幾種抗震設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了闡述，并結(jié)合筆者自己的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)提出了工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題，希望本文的分析可以為同行業(yè)人士的研究提供一些參考。

[關(guān)鍵詞]工業(yè)與民用建筑；建筑結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：TF046.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）08-0146-01

地震是我國(guó)一種常見(jiàn)的自然災(zāi)害，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的影響非常大，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐山ㄖ锏顾葐?wèn)題，這對(duì)建筑結(jié)構(gòu)中的用戶(hù)，尤其是工業(yè)與民用建筑中用戶(hù)的生命安全帶來(lái)了極大的威脅，所以，工業(yè)與民用建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該將抗震設(shè)計(jì)工作做好，保證其在正常使用中始終保持良好的抗震性能，保證在地震災(zāi)害來(lái)臨時(shí)保證強(qiáng)大的穩(wěn)定性。

1 工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)

在我國(guó)，工業(yè)與民用建筑的結(jié)構(gòu)主要可以分成鋼結(jié)構(gòu)、磚木結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)及砌體結(jié)構(gòu)等不同種類(lèi)，下面主要針對(duì)這幾種建筑結(jié)構(gòu)形式的主要特點(diǎn)進(jìn)行分析。

1.1磚木結(jié)構(gòu)

磚木結(jié)構(gòu)中的建筑屋頂和樓板等都利用木材作為主要搭建結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)在我國(guó)農(nóng)村地區(qū)比較常見(jiàn)，其優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，但是磚木結(jié)構(gòu)不能對(duì)砂漿的質(zhì)量進(jìn)行保證，所以這種結(jié)構(gòu)的建筑物通?？拐鹉芰Ρ容^差。

1.2砌體結(jié)構(gòu)

砌體結(jié)構(gòu)也是一種比較常見(jiàn)的工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)，通常情況下這種結(jié)構(gòu)的房屋會(huì)設(shè)計(jì)成小開(kāi)間建筑，建筑內(nèi)部的內(nèi)墻比較多，因此，建筑的抗側(cè)力剛度是比較好的。但是砌體結(jié)構(gòu)的抗變形能力差很多，很容易出現(xiàn)開(kāi)裂等問(wèn)題，如果遇到地震，砌體結(jié)構(gòu)建筑將會(huì)出現(xiàn)局部坍塌等嚴(yán)重問(wèn)題。

1.3鋼結(jié)構(gòu)

在目前我國(guó)的建筑行業(yè)中鋼結(jié)構(gòu)的使用范圍非常廣，可以充分保證建筑的強(qiáng)度、剛度和塑性、延性。鋼結(jié)構(gòu)本身的重量比較輕，加上其延性和塑性非常好，所以可以有效提高建筑物的抗震能力，避免建筑物出現(xiàn)倒塌的情況。但是，鋼結(jié)構(gòu)的耐火性非常差，一旦發(fā)生火災(zāi)很容易出現(xiàn)建筑安全問(wèn)題，另外，成本也比較高。

1.4框架結(jié)構(gòu)

框架結(jié)構(gòu)是指由梁、柱鉸接成承重系統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)，通常這種結(jié)構(gòu)的自重比較輕，同時(shí)空間分隔非常靈活，不僅可以保證建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，同時(shí)還能節(jié)省建筑耗材，其缺點(diǎn)在于本身的剛度不足。

2 工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方案

2.1剛性抗震設(shè)計(jì)

剛性抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一種傳統(tǒng)的抗震設(shè)計(jì)理念，主要利用對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的強(qiáng)化，來(lái)提高建筑抗震能力，利用對(duì)塑性設(shè)計(jì)的強(qiáng)化，來(lái)提高建筑的延性，利用對(duì)結(jié)構(gòu)剛性設(shè)計(jì)的強(qiáng)化，來(lái)提高建筑結(jié)構(gòu)的抗變形能力。這種結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)目前在世界上比較流行。這種設(shè)計(jì)方案在世界范圍內(nèi)已經(jīng)廣泛應(yīng)用，因此，積累了很多設(shè)計(jì)與施工經(jīng)驗(yàn)，目前已經(jīng)形成了相對(duì)完整的理論體系。在工業(yè)與民用建筑工程施工過(guò)程中，如果選用這種抗震設(shè)計(jì)方案，可以使資源消耗、施工難度及施工時(shí)間得到有效降低。但是這種設(shè)計(jì)方案本身存在很大的問(wèn)題，加上工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力本身就有限，因此，一旦遇到強(qiáng)烈的地震，會(huì)大大增加地震的加速度，從而遭受更大的損失。

2.2柔性抗震設(shè)計(jì)

柔性抗震設(shè)計(jì)理念利用消能減震技術(shù)、隔震設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)抗震的目的，主要在工業(yè)與民用建筑中的底層及多層建筑比較適用，利用附加阻尼器的方式來(lái)降低地震對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)帶來(lái)的破壞。柔性抗震設(shè)計(jì)不會(huì)受到建筑結(jié)構(gòu)類(lèi)型的約束，同時(shí)消能部分也不會(huì)承受結(jié)構(gòu)的重力，還可以大大降低結(jié)構(gòu)在風(fēng)影響下的加速度。但是這種抗震設(shè)計(jì)目前還比較新穎，尚處于理論研究的層面，在實(shí)際操作中可能會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題，還需要設(shè)計(jì)人員在未來(lái)的建筑實(shí)踐過(guò)程中，不斷提高該項(xiàng)設(shè)計(jì)的安全性與實(shí)用性。此外，這種抗震設(shè)計(jì)還需要投入大量的人力、物力，極大的限制了這種抗震設(shè)計(jì)在工業(yè)與民用建筑中的應(yīng)用。

2.3局部抗震設(shè)計(jì)

目前我國(guó)的工業(yè)與民用建筑工程中已經(jīng)開(kāi)始廣泛使用局部抗震設(shè)計(jì)，這種抗震設(shè)計(jì)主要分析了對(duì)中因素對(duì)地震的作用力，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)展開(kāi)設(shè)計(jì)。具體來(lái)說(shuō)，首先應(yīng)對(duì)面臨地震災(zāi)害時(shí)工業(yè)與民用建筑最容易出現(xiàn)損壞的地方進(jìn)行模擬和分析；其次，在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用對(duì)建設(shè)場(chǎng)地也提出了要求，盡量要選擇軟弱粘土、非巖質(zhì)陡坡區(qū)或者采空區(qū)等地區(qū)，這樣可以降低建筑結(jié)構(gòu)在地震影響下受到的災(zāi)害影響；最后，這種抗震設(shè)計(jì)對(duì)施工質(zhì)量的要求也比較高，在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中必須保證建筑的高質(zhì)量，提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，保證建筑結(jié)構(gòu)可以具有一定的抗震能力。

3 工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題

我國(guó)很多地區(qū)都存在受到地震災(zāi)害影響的危險(xiǎn)，因此，在那些容易發(fā)生地震的地區(qū)建設(shè)工業(yè)與民用建筑時(shí)，應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)。

3.1充分了解建筑物場(chǎng)地的環(huán)境因素

在容易發(fā)生地震的地區(qū)，應(yīng)充分了解建筑建設(shè)場(chǎng)地的地形地貌及地質(zhì)條件等因素，并選擇可以消除地震不利影響的位置。具體來(lái)說(shuō)，應(yīng)盡量避免在采空區(qū)、軟弱粘土、非巖質(zhì)陡坡區(qū)等位置建設(shè)建筑物，一旦發(fā)生地震，這些地區(qū)的建筑物很容易會(huì)出現(xiàn)地裂、房屋倒塌等問(wèn)題。如果建筑必須建設(shè)在土層不均勻或者軟土地基地區(qū)，應(yīng)該采取措施提高其剛性，盡量采用剛性抗震設(shè)計(jì)的方式，盡量增加鋼筋混凝土量，同時(shí)還要在建筑物底部和基礎(chǔ)頂面設(shè)置仿真緩沖帶，這樣就可以使建筑的抗震能力得到極大的提高。

3.2有效保證主體與連接部位之間的質(zhì)量

在地震發(fā)生時(shí)，地震縱波傳播的速度比橫波傳播的速度快，所以，如果縱波先到達(dá)地面，將會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)造成破壞，而建筑結(jié)構(gòu)主體和連接部位之間是建筑設(shè)計(jì)中的薄弱環(huán)節(jié)，在橫波到達(dá)地面后，會(huì)對(duì)這一位置進(jìn)行進(jìn)一步的破壞，進(jìn)而使建筑倒塌。通過(guò)大量地震資料的調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，工業(yè)與民用建筑中最容易出現(xiàn)坍塌問(wèn)題的部位為后砌墻結(jié)構(gòu)和樓板，因此，在抗震設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須保證主體和連接部位之間的質(zhì)量，對(duì)其截面形式進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)，從而有效提高建筑的抗震能力。

3.3保證建筑施工質(zhì)量

雖然抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)提高建筑物抗震能力起到了重要的影響，但是從頻繁出現(xiàn)的倒塌樓中可以看出，這些建筑物的倒塌并不僅是因?yàn)榭拐鹪O(shè)計(jì)不充分導(dǎo)致的，我國(guó)很多工業(yè)與民用建筑在施工質(zhì)量上都存在嚴(yán)重的問(wèn)題。在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員必一定要將人民的財(cái)產(chǎn)安全作為根本出發(fā)點(diǎn)，在實(shí)際工作中不斷積累經(jīng)驗(yàn)，從而設(shè)計(jì)出抗震效果得到保證的建筑。此外，現(xiàn)在不乏有一些過(guò)于追求利益的開(kāi)發(fā)商，他們?yōu)榱私档凸こ坛杀?，在施工過(guò)程中使用質(zhì)量不合格的建筑材料，這對(duì)建筑的整體抗震能力造成了嚴(yán)重的威脅，所以，設(shè)計(jì)人員、開(kāi)發(fā)商以及施工人員，都應(yīng)該站在人民的利益角度上，提高工業(yè)與民用建筑的整體抗震能力。

結(jié)語(yǔ)

工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)工作非常復(fù)雜，我國(guó)面對(duì)自然災(zāi)害的威脅，建筑設(shè)計(jì)系統(tǒng)尚不成熟，建筑抗震能力急需提高，所以設(shè)計(jì)人員應(yīng)該合理選擇建筑場(chǎng)地，并在設(shè)計(jì)工作中不斷積累經(jīng)驗(yàn)，從而設(shè)計(jì)出抗震效果更好的建筑。同時(shí)，開(kāi)發(fā)商也要意識(shí)到提高建筑抗震能力的重要性，不斷增加投入，促進(jìn)我國(guó)工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)抗震能力的提高。

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