混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有效對(duì)策研究

寇應(yīng)科

摘要：隨著我國(guó)城市化建設(shè)的不斷深入，建筑工程的建設(shè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，人們對(duì)建筑工程的施工質(zhì)量更加關(guān)注?？拐鹪O(shè)計(jì)是混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，直接影響整個(gè)建筑的安全性和穩(wěn)定性。相關(guān)設(shè)計(jì)人員要結(jié)合工程實(shí)際，不斷優(yōu)化抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，確保建筑物的安全和質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：混凝土建筑;抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);對(duì)策

地震災(zāi)害對(duì)于建筑物的危害性較大，為了達(dá)到提高建筑物抗震性能的目的，越來(lái)越多的抗震結(jié)構(gòu)得到了研究和應(yīng)用。本文簡(jiǎn)要分析了高層混凝土建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和破壞特點(diǎn)，并對(duì)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效對(duì)策進(jìn)行了深入的探究，希望能為我國(guó)的高層建筑設(shè)計(jì)帶來(lái)一定的工作參考。

1 地震對(duì)混凝土建筑的破壞性

1.1 地基破壞

地基破壞的情況在地震階段當(dāng)中較為少見，其僅僅發(fā)生在條件特殊的情況之下。當(dāng)建筑物建立在軟土層上時(shí)，土體會(huì)因?yàn)榈卣鹆Φ挠绊懚霈F(xiàn)液化的情況，并導(dǎo)致建筑物的地基出現(xiàn)不均勻沉降，而修建在地基上方的建筑結(jié)構(gòu)也會(huì)出現(xiàn)不同程度的傾斜、裂縫等情況，一旦當(dāng)?shù)鼗某两怠⑵茐那闆r達(dá)到某種程度時(shí)，建筑上部結(jié)構(gòu)會(huì)出現(xiàn)明顯的結(jié)構(gòu)破壞情況，且多數(shù)無(wú)法再進(jìn)行修復(fù)。

1.2 剪切破環(huán)

混凝土建筑在振動(dòng)過(guò)程中受到剪切力的作用，導(dǎo)致發(fā)生剪切破壞。這一過(guò)程的發(fā)展會(huì)出現(xiàn)四個(gè)階段：（1）當(dāng)彎矩的作用達(dá)到足夠大的條件時(shí)，結(jié)構(gòu)物開始開裂;（2）截面出現(xiàn)水平彎曲的裂縫;（3）由于力的不斷增大，裂縫越來(lái)越嚴(yán)重，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)斜向的剪切裂縫;（4）抗剪鋼筋的屈服使得剪切裂縫不斷增大，剪切破壞隨之發(fā)生。

1.3 對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的整體性破壞

現(xiàn)階段我國(guó)大部分的高層建筑都是釆用混凝土框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行建造的，但如果這種結(jié)構(gòu)遭到了地震的襲擊就會(huì)致使建筑整體的平面性受到影響，進(jìn)而導(dǎo)致建筑平面結(jié)構(gòu)發(fā)生位移。除此以外，由于高層建筑在設(shè)計(jì)期間，普遍都釆用交叉立柱體系的設(shè)計(jì)方式，就造成了其建筑主體在遭遇地震時(shí)，受到的剪切破壞會(huì)進(jìn)一步的加重。

2 混凝土建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震設(shè)計(jì)措施

2.1 強(qiáng)化建筑地基的設(shè)計(jì)

在對(duì)建筑工程開展抗震設(shè)計(jì)的過(guò)程中，必須考慮建筑所在的地理位置，由于我國(guó)地大物博，廣闊的地貌也決定了在建筑物施工之前必須要對(duì)其進(jìn)行考察。盡可能的選擇相對(duì)于牢固且開闊、平坦以及堅(jiān)硬的地面。在開展建筑施工之前，讓設(shè)計(jì)人員針對(duì)地基的設(shè)計(jì)方案，當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件進(jìn)行深入分析，對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)和水土有著充分的了解，做好地質(zhì)的勘察，保證所有的分析和取樣能夠有科學(xué)依據(jù)和論證，為建筑在建設(shè)之前打下非常牢固且可靠的地基。要求建筑地基沒(méi)有滲漏、其中地下暗河、熔巖、坍塌等等現(xiàn)象，保證建筑的地基即使在地震的時(shí)候也不會(huì)出現(xiàn)承載不均的現(xiàn)象，具有充分抵御地震破壞的能力。

2.2 優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化需要從建筑工程項(xiàng)目的規(guī)劃階段開展，首先，設(shè)計(jì)人員需要充分考慮建筑抗震結(jié)構(gòu)的基本性能，通過(guò)合理、科學(xué)的定量分析對(duì)高層混凝土建筑的抗震體系進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并在整體設(shè)計(jì)方案的指導(dǎo)之下，不斷實(shí)現(xiàn)對(duì)于各個(gè)結(jié)構(gòu)基本特點(diǎn)、布置方式及剪力墻的設(shè)計(jì)方案，且需要考慮到每一個(gè)抗震結(jié)構(gòu)的實(shí)用性和綜合性能。其次，在滿足抗震性能的基礎(chǔ)上，可以進(jìn)一步追求抗震結(jié)構(gòu)的美觀性，要確?？拐鸾Y(jié)構(gòu)整齊、對(duì)稱，盡量不使建筑物的美觀性受到較大的負(fù)面影響。同時(shí)，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的過(guò)程中需要著重考慮建筑結(jié)構(gòu)的抗震抗倒塌能力的提高，設(shè)計(jì)人員需要考慮到不同等級(jí)地震對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)所造成的影響，并對(duì)這一過(guò)程進(jìn)行持續(xù)的計(jì)算，確保最終的計(jì)算結(jié)果能夠與實(shí)際情況之間相互吻合，并在這一接觸上確保各項(xiàng)抗震結(jié)構(gòu)能夠保持一定的平衡性，并側(cè)重于建筑結(jié)構(gòu)與縱向重力作用之間的關(guān)系。最后，抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要具有一定的條理性和層次感，防震措施的選擇需要結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件作出準(zhǔn)確的判斷，促使建筑整體結(jié)構(gòu)能夠滿足上下力的受力均衡。實(shí)踐證明，合理的結(jié)構(gòu)重力設(shè)置可以有效降低地震發(fā)生時(shí)對(duì)于建筑物所造成的水平作用力和豎向作用力，確保建筑不會(huì)出現(xiàn)裂縫、倒塌的情況。

2.3 合理布局建筑平面與立面

在開展結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的相關(guān)工作時(shí)，重視建筑平面與立面的規(guī)整性，因?yàn)樗墙ㄖ锏闹匾一A(chǔ)性的內(nèi)容。進(jìn)行建筑平面與立面相關(guān)規(guī)劃過(guò)程中，需要注意保持其規(guī)則與簡(jiǎn)潔的特點(diǎn)，促使剛度中心與結(jié)構(gòu)質(zhì)量的中心重合。另外，在建筑平面與立面的設(shè)計(jì)中，難免會(huì)使用相對(duì)嚴(yán)重的不規(guī)則設(shè)計(jì)方案，基于此，要注意在合適的位置進(jìn)行防震縫的設(shè)置，促使體型比較復(fù)雜并且平面不規(guī)則的建筑物可以分割成為相對(duì)規(guī)則的獨(dú)立單元。充分考慮到有關(guān)建筑的造型與實(shí)現(xiàn)使用功能滿足等相關(guān)因素之后，在進(jìn)行建筑物的平面布置話語(yǔ)立面外觀造型的設(shè)計(jì)之時(shí)一定要本著簡(jiǎn)潔與美觀大方的原則，以此來(lái)促使工程的抗震性能得到有效提高。

2.4 設(shè)計(jì)多道抗震防線

在地震出現(xiàn)時(shí)，一般會(huì)形成次生災(zāi)害問(wèn)題，例如水患、火災(zāi)、余震等，在瞬間受到破壞沖擊荷載的影響下，為了確保高層混凝土建筑物的安全，只構(gòu)建一道安全防御體系難以實(shí)現(xiàn)應(yīng)有的效果，一般會(huì)選擇至少2個(gè)結(jié)構(gòu)的防震體系，從而大大地強(qiáng)化實(shí)現(xiàn)建筑物防護(hù)效能。針對(duì)地震出現(xiàn)時(shí)會(huì)形成比較大的作用力問(wèn)題，需要確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具備相應(yīng)的變形性能，以此對(duì)地震作用力進(jìn)行消減，結(jié)構(gòu)間形成一種整體效應(yīng)，各個(gè)部件間的共同作用可以很好地防范和減小地震破壞性，從而實(shí)現(xiàn)滿意的抗震成效。在設(shè)計(jì)混凝土建筑時(shí)，作為豎向受力構(gòu)件的剪力墻可以確保構(gòu)件的冗余度，較為適宜地選用“小集中和大分散”模式。除此之外，還需要主受力構(gòu)件具備較為理想的剛度與延性，要?jiǎng)?chuàng)建完善的結(jié)構(gòu)屈服體系，在受到地震損壞首道防線時(shí)，還具備保護(hù)作用的第二道和第三道防線。

3 結(jié)語(yǔ)

綜合來(lái)看，在新時(shí)代的要求之下，混凝土建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要從建筑的實(shí)際環(huán)境出發(fā)，應(yīng)用先進(jìn)、科學(xué)的設(shè)計(jì)理念和抗震技術(shù)，切實(shí)提高建筑物自身的抗地震、抗倒塌能力，提高建筑物的綜合性能、安全性與穩(wěn)定性，盡量降低地震現(xiàn)象對(duì)于建筑物的破壞。

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