淺談如何提高混凝土結(jié)構(gòu)建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)穩(wěn)定性

沈博聞

摘要：現(xiàn)代工業(yè)建設(shè)水平發(fā)展到了極大的高度，現(xiàn)代建筑中最為常用的是混凝土結(jié)構(gòu)。混凝土結(jié)構(gòu)相較于其他材料的結(jié)構(gòu)，擁有更優(yōu)異的耐磨損性，對(duì)高溫和火的防護(hù)也較為出色，同時(shí)在整體性上有較好的表現(xiàn)，并且混凝土結(jié)構(gòu)在成本和使用價(jià)格方面較為低廉，因而在建筑領(lǐng)域得到了非常廣泛的使用。在混凝土結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)中，抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是目前一些城市十分重視的建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)容，直接影響著建筑整體安全性和穩(wěn)定性，進(jìn)而關(guān)系到人民生命財(cái)產(chǎn)安全。本文分析了混凝土建筑抗震設(shè)計(jì)在現(xiàn)代建筑中的必要性，同時(shí)說(shuō)明當(dāng)前建筑抗震方面中存在的一些問(wèn)題，并探討了如何提高混凝土結(jié)構(gòu)建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);問(wèn)題;有效對(duì)策

引言

中國(guó)城市化水平不斷提高，正處于發(fā)展的黃金階段，一定程度上激增的城市人口促進(jìn)了城市規(guī)模擴(kuò)大的步伐，提高了城市人口的數(shù)量，這間接為建筑行業(yè)在城市化進(jìn)程中的發(fā)展提供了機(jī)遇。建筑工程最為重要的就是保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，廣大人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全都依托于建筑結(jié)構(gòu)的性能。當(dāng)前，城市人口大幅度增加，對(duì)建筑住房數(shù)量有了更大的要求，這造成高層建筑的大量建造，而對(duì)建筑抗震結(jié)構(gòu)也提出了更高的要求，需要建筑設(shè)計(jì)人員充分重視抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

1 建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的必要性

在目前工業(yè)化大城市中，建筑工程企業(yè)大多都將建筑設(shè)計(jì)為高層建筑，以滿足逐漸增多的人口的要求，而高層建筑對(duì)建筑技術(shù)的要求也相應(yīng)變高。在這樣的背景下，高層建筑成為現(xiàn)代工業(yè)城市建筑發(fā)展的主要方面。但是，隨著建筑高度的上漲，建筑工程的重量和體量也就越大，如果高層建筑的設(shè)計(jì)還按照普通建筑設(shè)計(jì)的方法，高層建筑顯然無(wú)法抵抗高等級(jí)的地震災(zāi)害，一旦遭遇強(qiáng)力地震，建筑必然會(huì)受到損壞甚至倒塌，對(duì)人民生活會(huì)帶來(lái)不可估計(jì)的慘痛后果。中國(guó)有相當(dāng)多的地區(qū)處于板塊活動(dòng)帶，這就意味著一些城市發(fā)生高等級(jí)地震的幾率是存在的，同時(shí)我們?cè)?jīng)也經(jīng)歷過(guò)地震災(zāi)難帶來(lái)的痛苦。因此，在建筑工程中，特別是高層建筑工程，優(yōu)異的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑工程的重中之重，建筑設(shè)計(jì)人員必須充分重視建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，確保建筑結(jié)構(gòu)滿足抵抗地震的基本性能，在地震災(zāi)害下實(shí)現(xiàn)小型地震建筑穩(wěn)定，中等級(jí)地震下建筑可修復(fù)，高等級(jí)地震下建筑不坍塌損壞。

2 建筑抗震設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

2.1 缺乏全面的地質(zhì)勘查和合理的建筑布局

在開(kāi)始建筑項(xiàng)目施工之前，存在部分建筑工程企業(yè)沒(méi)有細(xì)致的對(duì)建筑場(chǎng)地開(kāi)展地質(zhì)勘探工作，對(duì)建筑所在地的地質(zhì)條件缺少必要的了解，這也就導(dǎo)致了建筑設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)不能準(zhǔn)確把握建筑地基情況，在缺少信息的情況下很容易設(shè)計(jì)出來(lái)有抗震隱患的高層建筑。當(dāng)前，城市中建筑群分布密集，建筑物設(shè)計(jì)存在著一些不合理的情況，比如在平面設(shè)計(jì)和空間布局方面存在缺陷，對(duì)建筑物的整體抗震性能產(chǎn)生不利影響。開(kāi)展建筑物的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作過(guò)程中，這兩方面的工作一定要掌握好對(duì)稱性、完整性的設(shè)計(jì)理念，只有這樣才能夠充分保證建筑單體質(zhì)量分布和剛度變化的均勻性，保證建筑物抗震性能達(dá)標(biāo)。

2.2 缺乏規(guī)范的防震縫設(shè)計(jì)

建筑結(jié)構(gòu)為了提高抵抗地震災(zāi)害的能力，按照規(guī)定和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，高層建筑需要設(shè)置防震縫，從而減少建筑因震動(dòng)導(dǎo)致的相互損害。一些建筑開(kāi)發(fā)企業(yè)為了降低建筑成本，在防震縫的設(shè)置方面存在著疏漏。有些高層建筑各項(xiàng)尺寸超出相關(guān)規(guī)定，還有一些建筑結(jié)構(gòu)各部分剛度和荷載數(shù)值相差較大且沒(méi)采取解決方法，這些情況的出現(xiàn)時(shí)需要設(shè)計(jì)防震縫來(lái)提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。而從目前來(lái)看，許多建筑在設(shè)計(jì)過(guò)程中，忽視防震縫的重要性，建筑缺少防震縫的存在，嚴(yán)重影響了建筑結(jié)構(gòu)抗震性能。

3 混凝土結(jié)構(gòu)建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效措施

對(duì)于混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，需要得到兩個(gè)方面的滿足。一是剛度要求，設(shè)計(jì)人員必須對(duì)建筑施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)條件有充分的了解，設(shè)計(jì)的建筑結(jié)構(gòu)必須滿足必要的剛度要求，同時(shí)對(duì)建筑設(shè)施的布局進(jìn)行合理性規(guī)劃，輔助提高建筑的抗震性能;二是受力要求，地震會(huì)對(duì)建筑受力性能提出非常大的挑戰(zhàn)，如果混凝土建筑結(jié)構(gòu)受力較低，在地震災(zāi)害下會(huì)出現(xiàn)建筑主體的損壞甚至倒塌。因此，設(shè)計(jì)人員必須考慮建筑結(jié)構(gòu)各連接點(diǎn)的受力情況，進(jìn)行有效改進(jìn)措施，提高建筑抗震能力。以現(xiàn)有的技術(shù)條件作為標(biāo)準(zhǔn)，以混凝土為主材的建筑抗震結(jié)構(gòu)有抗震層、防震縫和抗震支座這幾個(gè)方面。

首先抗震層是最基本的抗震形式，當(dāng)發(fā)生地震的時(shí)候主要起到減少對(duì)建筑主體的沖擊。在設(shè)置抗震層的時(shí)候，要求抗震層頂部與建筑地基之間保留一定的距離。通常，將抗震層設(shè)置在地下室柱頂，有效利用剩余空間，還可以將減震器安裝到地下室柱體中，抵抗地震能量對(duì)抗震層水平方向的剪切應(yīng)力。防震縫的設(shè)置是為了減少相鄰建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下發(fā)生碰撞，降低地震災(zāi)害損失。在地震頻發(fā)地區(qū)，設(shè)計(jì)人員在建筑結(jié)構(gòu)中設(shè)置防震縫，將復(fù)雜建筑分割為若干形狀相對(duì)規(guī)則的結(jié)構(gòu)，減少地震災(zāi)害時(shí)剪力作用下建筑的扭轉(zhuǎn)，從而提高建筑抗震性能。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)防震縫時(shí)，必須在規(guī)范要求的基礎(chǔ)上從建筑實(shí)際情況出發(fā)，保證防震縫寬度的合理，不至于寬度過(guò)大破壞建筑美觀，也不至于過(guò)小無(wú)法滿足抗震要求。抗震支座多用于地震影響比較大的部分。要想有效減緩地震對(duì)建筑主體的沖擊，抗震支座必須具備幾個(gè)方面的性能，一是必須能夠有足夠的荷載能力，保證支座的變形量較小，能夠很好地承受縱向載荷;二是在水平方向上必須具備較小的水平剛度，以延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的自振周期，減少上部結(jié)構(gòu)的加速度反應(yīng)及下部結(jié)構(gòu)的層間剪力。

4 結(jié)束語(yǔ)

高速發(fā)展的城市化進(jìn)程促使了大批高層建筑的出現(xiàn)，這對(duì)于建筑抗震性能也提出了更高的要求，做好抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)于高層建筑是至關(guān)重要的。在混凝土結(jié)構(gòu)建筑中，提高其抗震性能，優(yōu)化抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑領(lǐng)域必須解決的問(wèn)題，它關(guān)系到無(wú)數(shù)人民生命安全，是建筑工程的命之根本。優(yōu)化混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)人員的重要工作，必須得到企業(yè)乃至建筑監(jiān)管部門(mén)的重視，保證混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)滿足人民安全生活的需要。

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