關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)關(guān)鍵問題分析

牟道燦

(重慶市設(shè)計(jì)院， 重慶 400015)

眾所周知，建筑抗震設(shè)計(jì)相對(duì)復(fù)雜，且涉及到諸多設(shè)計(jì)因素，要求通過多個(gè)角度展開綜合研究與判斷，只有這樣，才能夠獲得理想的設(shè)計(jì)效果。由此可見，深入研究并分析建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)關(guān)鍵問題具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

1 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題闡釋

1.1 平面設(shè)計(jì)抗震性問題

對(duì)于建筑物進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，要強(qiáng)調(diào)平面布置對(duì)于建筑物抗震性產(chǎn)生的影響。一旦發(fā)生地震，就會(huì)形成橫向扭轉(zhuǎn)力與縱向扭轉(zhuǎn)力，特別是建筑物形狀不規(guī)則的情況下，會(huì)使得此部分力不斷累積，瞬時(shí)破壞建筑物的性能。在這種情況下，落實(shí)建筑設(shè)計(jì)工作的時(shí)候，應(yīng)盡可能選擇規(guī)則建筑物，進(jìn)而規(guī)避外伸與內(nèi)收效應(yīng)過大的問題[1]。與此同時(shí)，沿著高度方向與層間剛度、強(qiáng)度受力會(huì)更加均勻，特別是建筑物布置呈對(duì)稱狀態(tài)的情況下，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠使建筑所承受的沖擊影響得以分散。若在實(shí)踐中，無法選擇使用對(duì)稱形狀建筑物，則應(yīng)有效核算空間結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)樓板不連續(xù)亦或是不規(guī)則建筑物結(jié)構(gòu)方面，要綜合衡量樓層實(shí)際剛度與強(qiáng)度，并適當(dāng)?shù)卣{(diào)整選用的模型，確保能夠與建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的要求相適應(yīng)。

1.2 建筑地理位置選擇問題

開展建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，一定要全面思考具體的狀況，特別是建筑物地理位置的選擇以及地基勘察。其中，勘察工作是為了確保地基基礎(chǔ)抗震性能與設(shè)計(jì)要求吻合，只有這樣，才能夠在設(shè)計(jì)的過程中，將地基基礎(chǔ)狀況作為參考依據(jù)，科學(xué)選用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模型，合理計(jì)算鋼筋混凝土配筋。此外，要科學(xué)選擇相對(duì)應(yīng)地理位置，盡量不選擇抗震性能不理想的區(qū)域，特別是安全性能偏低的環(huán)境，堅(jiān)決不允許建造建筑物。在地理位置選擇的基礎(chǔ)上，地勢因素同樣也會(huì)對(duì)建筑物安全性能以及抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來直接的影響，因而要避免在山體滑坡幾率較大的地形條件下建設(shè)建筑物，同時(shí)不選擇河谷灘地[2]。如果區(qū)域的土質(zhì)軟或者是濕地，一定要事先采取安全修復(fù)與加固的措施，并在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，綜合考慮建筑物抗震的等級(jí)與地基實(shí)際狀況，科學(xué)合理地加固山體，優(yōu)化設(shè)計(jì)地面結(jié)構(gòu)與地基，確保建筑物地理位置選擇與抗震要求吻合。

1.3 建筑物的高度與材料選擇問題

貫徹落實(shí)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的過程中，應(yīng)充分思考建筑高度對(duì)于抗震效果產(chǎn)生的影響。近年來，部分企業(yè)忽視了建筑安全的重要作用，一味關(guān)注企業(yè)利益的獲取，僅依靠自身經(jīng)驗(yàn)優(yōu)化并調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，嚴(yán)重忽視了諸多自然因素帶來的損害。此外，在選擇鋼筋等材料方面，選用了超出抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使建筑物倒塌的幾率增加，不利于建筑物質(zhì)量與結(jié)構(gòu)的合理性。

現(xiàn)階段，在選擇建筑材料方面，因絕大多數(shù)建筑結(jié)構(gòu)都是以鋼筋混凝土為主，所以在未來發(fā)展中，需要對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)位移數(shù)值做出考慮，并且在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)方面，還應(yīng)強(qiáng)調(diào)地震災(zāi)害導(dǎo)致建筑頂部變形數(shù)值的影響。如果選擇使用小型鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，一定要保證硬度與材料選擇要求相適應(yīng)，以免地震荷載變動(dòng)對(duì)于建筑材料帶來不利影響[3]。由此可見，應(yīng)確保建筑材料硬度的合理性。

2 全面優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的有效路徑

2.1 地震外力能量吸收和傳遞渠道的科學(xué)化布局

對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)工作而言，應(yīng)保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件布置的科學(xué)性，只有這樣，才能夠確保墻、柱和梁水平方向與豎向軸線的盡可能重合，縮小偏心距，使得建筑結(jié)構(gòu)是雙向抗側(cè)力的抗震結(jié)構(gòu)。通常來講，抗震結(jié)構(gòu)的理想型具體表現(xiàn)在通過多個(gè)延性可觀的子體系構(gòu)成，在諸多延性可觀的結(jié)構(gòu)構(gòu)件相互連接的基礎(chǔ)上，達(dá)到協(xié)同工作的目的。另外，抗震結(jié)構(gòu)體系要盡可能具備內(nèi)部與外部的贅余度。一旦發(fā)生地震災(zāi)害，會(huì)直接破壞建筑物內(nèi)部的結(jié)構(gòu)構(gòu)件延性，這樣可以對(duì)建筑結(jié)構(gòu)安全提供必要的保障，使得破壞的時(shí)間有效延長，在建筑物抗震水平提升方面發(fā)揮著不可替代的作用[4]。

2.2 科學(xué)選用抗震構(gòu)造強(qiáng)化措施

設(shè)計(jì)建筑物抗震結(jié)構(gòu)的過程中，應(yīng)綜合考慮建筑物的抗震設(shè)防類別等相關(guān)因素，進(jìn)而明確結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)，針對(duì)建筑物墻體、柱與梁采取必要的抗震構(gòu)造手段，并確保建筑結(jié)構(gòu)滿足抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)要求。另外，將抗震等級(jí)作為重要參考依據(jù)，選擇使用優(yōu)化抗震構(gòu)造的手段，始終遵循強(qiáng)節(jié)點(diǎn)與弱構(gòu)件的原則。在設(shè)計(jì)實(shí)踐中，也要根據(jù)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》要求對(duì)界面尺寸加以計(jì)算，與配筋率要求相吻合，即便被地震災(zāi)害破壞，同樣能夠保證建筑物結(jié)構(gòu)的承載能力符合要求。

2.3 抗震防線的合理設(shè)置

通過多道抗震防線的合理設(shè)置，可以確保建筑物結(jié)構(gòu)抗震體系具備充足的安全冗余度。其中，框架-抗震墻體系主要包括了抗震墻與延性框架。站在概念設(shè)計(jì)層面思考，要盡量選用小重力荷載的豎向支撐亦或是填充墻，將其當(dāng)做首道抗震防線抗側(cè)力的構(gòu)件[5]。但需要注意的是，應(yīng)盡量選用大軸壓比框架柱作為首個(gè)抗震防線抗側(cè)力構(gòu)件，進(jìn)而規(guī)避框架柱在地震破壞的情況喪失豎向的承載能力而引發(fā)嚴(yán)重的倒塌問題。以框架-抗震墻結(jié)構(gòu)為例，在實(shí)際設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)綜合衡量小地震、中地震狀況下的結(jié)構(gòu)完整性，同樣也要思考大地震的狀況。一旦連梁作用喪失，要根據(jù)單片墻肢進(jìn)行計(jì)算，且結(jié)構(gòu)始終具備承載力而不會(huì)倒塌。此外，在實(shí)際計(jì)算的過程中，應(yīng)保證框架柱所承受的剪力超過總體剪力20%比重。只有這樣，在抗震墻遭受破壞以后，建筑物的框架柱的承載能力仍然較強(qiáng)，避免建筑物的倒塌。

但區(qū)域不同，其地質(zhì)特點(diǎn)也存在明顯的差異，同時(shí)，地震等級(jí)和建筑物的類型也有所區(qū)別。為此，必須要確?？拐鸱谰€數(shù)量的合理性，對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震加以運(yùn)用，使得建筑物結(jié)構(gòu)的抗震性能滿足要求。

2.4 以抗震設(shè)計(jì)規(guī)范為出發(fā)點(diǎn)

在建筑物抗震設(shè)計(jì)的過程中，需要將《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》作為重要的指導(dǎo)原則。由于不同地區(qū)與類別建筑物抗震的需求存在差異，所以，一定要將抗震設(shè)計(jì)規(guī)范當(dāng)做重要基礎(chǔ)[6]。在設(shè)計(jì)建筑物結(jié)構(gòu)的實(shí)踐過程中，對(duì)建筑物的地址、材料選擇進(jìn)行綜合考慮。與此同時(shí)，對(duì)建筑材料與技術(shù)進(jìn)行全面創(chuàng)新，進(jìn)而保證建筑物結(jié)構(gòu)抗震性能的不斷增強(qiáng)。

3 結(jié)束語

綜上所述，在當(dāng)前建筑物抗震設(shè)計(jì)中，仍有諸多設(shè)計(jì)方式存在缺陷且有待完善?；诳萍嫉目沙掷m(xù)發(fā)展，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，已經(jīng)總結(jié)并歸納了具有可行性的建筑設(shè)計(jì)方法，在建筑設(shè)計(jì)工作中推廣使用。需要正確認(rèn)知的是，建筑物的施工與建設(shè)，其抗震性能關(guān)乎國家與人民群眾的生命和財(cái)產(chǎn)安全，因而必須要全面優(yōu)化建筑物結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，有效地提高建筑物質(zhì)量，以免在小地震中受到損壞，保證在大地震中不倒塌，促進(jìn)建筑行業(yè)發(fā)展。

[1]李龍.房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)關(guān)鍵問題分析[J].魅力中國,2017(51):233.

[2]苗發(fā)偉.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)關(guān)鍵問題分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2017(20):810-810.

[3]孫鑫,伊修.地鐵地下結(jié)構(gòu)抗震分析及設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵問題[J].大科技,2017(23):151-152.

[4]劉佳.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)關(guān)鍵問題分析[J].建筑·建材·裝飾,2017(12):216.

[5]李蕾,楊春艷.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)關(guān)鍵問題分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì),2017(18):864-864.

[6]趙剛.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)關(guān)鍵問題分析[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì),2017(5):57-58,63.