混凝土框架結(jié)構(gòu)施工技術(shù)在住宅建筑的抗震分析

張哲銘

【摘 要】地震給中國的經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展造成嚴(yán)重的損害。應(yīng)該加強(qiáng)對住宅建筑結(jié)構(gòu)的抗震分析，通過科學(xué)的設(shè)計(jì)和合理的施工，形成滿足抗震要求的建筑結(jié)構(gòu)，有效抵御地震的侵襲，保障人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全。基于此，論文以當(dāng)前主流的混凝土框架結(jié)構(gòu)為例，探討住宅結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)與施工措施。

【Abstract】The earthquake caused serious damage to economic and social development of our country.We should strengthen the seismic analysis of residential building structure and form the building structure meet the requirements of seismic design through scientific design and reasonable construction to resist the attack of the earthquake effectively and ensure the safety of people's lives and property.Based on this， this paper takes the current mainstream concrete frame structure as an example to discuss the seismic design and construction measures of residential structure.

【關(guān)鍵詞】住宅建筑；混凝土框架結(jié)構(gòu)；施工技術(shù)；抗震分析

【Keywords】residential building；concrete frame structure；construction technology；seismic analysis

【中圖分類號】TU94 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1673-1069（2017）03-0120-02

1 引言

地震是地殼板塊運(yùn)移的結(jié)果，造成局部區(qū)域地層的應(yīng)力集中，當(dāng)集中的能量超出地層的承受能力時，將沿著力學(xué)薄弱面發(fā)生突然釋放，導(dǎo)致地震的發(fā)生，這是當(dāng)前人類無法精確預(yù)測并抵御的自然災(zāi)害之一。一般來說，地震造成的災(zāi)害分為直接災(zāi)害和次生災(zāi)害兩類，直接災(zāi)害是指地表破壞、建筑坍塌、地面裂縫等因地震直接造成的損害。次生災(zāi)害則是指海嘯、火災(zāi)、泥石流等因地震原因間接造成的損害。對于人們來說，建筑物坍塌造成的損失是最為嚴(yán)重的，直接威脅人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。針對此問題，只能通過提高建筑物的抗震性能，實(shí)現(xiàn)對建筑物內(nèi)部人員和財(cái)物的有效保護(hù)。目前，混凝土框架結(jié)構(gòu)是住宅建筑的主要結(jié)構(gòu)形式，分析其在地震中的震害形式，進(jìn)行針對性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以此提高住宅建筑的抗震性能，這是當(dāng)前建筑行業(yè)的重要研究課題，具有極強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義。

2 住宅建筑的混凝土框架結(jié)構(gòu)

自1879年，混凝土被應(yīng)用于建筑施工以來，混凝土在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用日漸廣泛，儼然成為現(xiàn)代建筑的標(biāo)志。隨著混凝土的性能提升，混凝土框架結(jié)構(gòu)逐漸取代磚混結(jié)構(gòu)，成為當(dāng)前住宅建筑的主要結(jié)構(gòu)形式。與磚混結(jié)構(gòu)相比，混凝土框架結(jié)構(gòu)具有承載力強(qiáng)、施工靈活，成本低等特點(diǎn)，能夠滿足當(dāng)今社會對住宅建筑的結(jié)構(gòu)需要。然而，混凝土框架結(jié)構(gòu)并非沒有缺點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)的應(yīng)力集中于節(jié)點(diǎn)附近，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的抗震性能受到節(jié)點(diǎn)附近區(qū)域力學(xué)性能的影響顯著[1]。因此，在地震多發(fā)區(qū)域進(jìn)行混凝土框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時，應(yīng)該重點(diǎn)考慮結(jié)構(gòu)的抗震性能，在分析框架借助主要的震害形式的基礎(chǔ)上，制定針對性的抗震措施，保證混凝土框架結(jié)構(gòu)具備足夠的抗震能力。

3 混凝土框架結(jié)構(gòu)遭受地震破壞的主要原因分析

3.1 結(jié)構(gòu)布置不合理

一般來說，混凝土框架結(jié)構(gòu)的布置講究結(jié)構(gòu)對稱、受力均勻，這是確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的重要措施。然而，在實(shí)際的設(shè)計(jì)和施工中，出于特殊的空間需求、美觀或施工簡便等方面的考慮，部分住宅建筑的結(jié)構(gòu)布置不合理，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性受到削弱，極易在地震中遭受破壞?？拐鹂p的留設(shè)不合理也是造成建筑物遭受地震破壞的重要原因，導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)之間發(fā)生碰撞，導(dǎo)致建筑物的結(jié)構(gòu)和外觀受損。

3.2 框架結(jié)構(gòu)的梁、柱設(shè)計(jì)不合理

根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2012）的規(guī)定，住宅建筑的混凝土框架結(jié)構(gòu)應(yīng)該按照“強(qiáng)柱弱梁”原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，即框架柱體的抗彎承載力要大于框架梁的抗彎承載力，從而確保地震作用下，框架梁首先發(fā)生破壞，吸收大量的地震能量，實(shí)現(xiàn)對框架柱體的有效保護(hù)，從而避免建筑物的總體屈服，發(fā)生整體垮塌[2]。然而，實(shí)際的設(shè)計(jì)和施工中，許多住宅結(jié)構(gòu)并未滿足上述要求，實(shí)際的框架梁的力學(xué)性能要高于框架柱的力學(xué)性能，導(dǎo)致框架柱在地震作用下首先發(fā)生破壞，導(dǎo)致建筑物的破壞形式為樓層屈服，建筑物內(nèi)的人員和財(cái)物被掩埋于建筑廢墟中，增加了人員的逃生和救援難度。

3.3 填充墻等圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理

在建筑物種，填充墻等圍護(hù)結(jié)構(gòu)是對建筑物進(jìn)行空間分隔的主要建筑構(gòu)件，與混凝土框架共同構(gòu)成建筑物。在進(jìn)行框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和抗震分析中，一般不會對此類圍護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析。然而，通過對汶川地震的建筑破壞形式的分析，圍護(hù)結(jié)構(gòu)同樣參與建筑物的力學(xué)傳遞，而且會對框架結(jié)構(gòu)的抗震性能產(chǎn)生極為重要的影響，如果圍護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不合理，將導(dǎo)致框架柱體發(fā)生“短柱”現(xiàn)象，地震中受到剪切應(yīng)力的作用，造成柱體的力學(xué)性能降低，無法維持建筑物的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，導(dǎo)致建筑物的整體坍塌，造成極為嚴(yán)重的后果[3]。所以，將填充墻等圍護(hù)結(jié)構(gòu)納入抗震性能的考慮范圍之中，提高建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的科學(xué)性。

4 住宅建筑抗震混凝土框架結(jié)構(gòu)施工技術(shù)要點(diǎn)分析

4.1 鋼筋工程的施工要點(diǎn)分析

鋼筋是混凝土框架結(jié)構(gòu)的“骨架”，其搭接的質(zhì)量直接決定混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震性能。所以，必須重視鋼筋工程的施工工作。①梁柱節(jié)點(diǎn)區(qū)的柱箍筋施工。2008年5月12日的汶川地震是近些年發(fā)生的破壞力最大的地震，地震影響區(qū)域范圍內(nèi)的住宅建筑大部分為幾十年興建的混凝土框架結(jié)構(gòu)建筑，通過對此類建筑的破壞形式分析，建筑結(jié)構(gòu)遭受破壞的主要區(qū)域?yàn)榱褐墓?jié)點(diǎn)區(qū)域，該區(qū)域的鋼筋遭受錨固破壞和剪切破壞，導(dǎo)致建筑物結(jié)構(gòu)受損。所以，應(yīng)該重視節(jié)點(diǎn)區(qū)的柱箍筋施工，合理設(shè)計(jì)柱箍筋的數(shù)量和間距，確保設(shè)計(jì)合理。在此基礎(chǔ)上，首先將箍筋綁扎在主筋上，之后通過焊接方式連接，應(yīng)該保證綁扎的位置正確、綁扎牢固，避免松動、移位等問題出現(xiàn)。②精確標(biāo)定框架柱縱筋接頭的位置?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)位置是通過科學(xué)的力學(xué)測算得出的，是建筑物的最佳力學(xué)連接形式，應(yīng)該在施工中給予明確，確保接頭位置的正確性。然而，實(shí)際的施工中，許多人對接頭位置的重要性認(rèn)識不足，存在標(biāo)定精度不夠的問題，導(dǎo)致接頭位置發(fā)生偏移，影響混凝土框架結(jié)構(gòu)的整體性能。針對此問題，應(yīng)該做好設(shè)計(jì)宣貫工作，提升施工人員對位置的敏感度，并借助先進(jìn)的測量儀器實(shí)現(xiàn)縱筋接頭位置的精確標(biāo)定，確保接頭位置的準(zhǔn)確性。③保證邊柱和角柱柱頂鋼筋錨固長度滿足設(shè)計(jì)要求。在建筑施工中，邊柱、角柱柱頂?shù)匿摻铄^固長度有專門的設(shè)計(jì)和施工標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)該區(qū)別對待。如果在施工中不加以強(qiáng)調(diào)，極易發(fā)生施工人員疏導(dǎo)導(dǎo)致的錨固長度不合理的問題出現(xiàn)，影響邊柱和角柱的施工質(zhì)量。所以，應(yīng)該對邊柱和角柱的鋼筋錨固問題進(jìn)行重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)，確保施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)。[4]

4.2 混凝土工程的施工要點(diǎn)分析

①保證混凝土材料的質(zhì)量合格。混凝土施工中，材料的質(zhì)量極為關(guān)鍵，必須保證原材料的質(zhì)量合格，材料的配比正確。具體來說，首先，應(yīng)該對構(gòu)成混凝土的砂石、水泥和水及添加劑進(jìn)行質(zhì)量檢查，確保原材料的質(zhì)量達(dá)標(biāo)；其次是進(jìn)行混凝土攪拌實(shí)驗(yàn)，確定混凝土材料的最佳配比；最后，根據(jù)施工的現(xiàn)場環(huán)境確定混凝土的攪拌時間，確保施工用混凝土的質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。②制定穩(wěn)妥的澆筑措施，確保澆筑的順利進(jìn)行。當(dāng)前的住宅建筑的混凝土澆筑大多為大體積混凝土澆筑，要求進(jìn)行連續(xù)澆筑，以保證混凝土構(gòu)件的結(jié)構(gòu)完整性。然而，住宅建筑的結(jié)構(gòu)規(guī)模較大，對構(gòu)件尺寸的要求較高，進(jìn)行澆筑時必須制定科學(xué)的澆筑方案，保證澆筑的順利進(jìn)行。此外，還應(yīng)該考慮混凝土材料的供應(yīng)問題，確保材料的足額供應(yīng)。澆筑過程中，要對混凝土進(jìn)行充分振搗，從而避免砂窩、麻面等結(jié)構(gòu)問題的出現(xiàn)。③進(jìn)行科學(xué)的混凝土養(yǎng)護(hù)。混凝土澆筑完成后，應(yīng)該對其進(jìn)行科學(xué)的養(yǎng)護(hù)，給予其適宜的溫度和濕度條件，保證混凝土的凝固質(zhì)量。

4.3 結(jié)構(gòu)中構(gòu)造柱的施工要點(diǎn)分析

①構(gòu)造柱的投放量。在框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)施工中要嚴(yán)格按照規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行合理的設(shè)置和布置。設(shè)置的構(gòu)造柱應(yīng)能夠保證框架結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定，達(dá)到不少設(shè)、不漏設(shè)，符合規(guī)范相關(guān)的規(guī)定。[5]②鋼筋設(shè)置。構(gòu)造柱中的鋼筋應(yīng)在梁板混凝土施工前綁扎完畢，要保證構(gòu) 造柱的鋼筋上下貫通，防止樓板混凝土澆筑時的鋼筋跑位偏移。

5 結(jié)語

綜上所述，住宅建筑的抗震混凝土結(jié)構(gòu)的施工應(yīng)該從鋼筋工程、混凝土工程和構(gòu)造柱施工三個方面入手進(jìn)行技術(shù)管理，提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，增強(qiáng)住宅結(jié)構(gòu)對地震的抵御能力。

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