摘要：随着科技和经济的持续进步, 建筑工程已经逐渐变成目前我们国家十分重视的对象之一。在开展建筑工程施工的时候, 其中一项非常重要的内容便是抗震设计, 从而防止由于外部震动导致建筑物出现安全性事故。为此, 相关工作人员理应对此提高重视, 针对其设计层面的问题展开全面探讨和分析。本篇文章将阐述抗震设计的基本目标, 探讨抗震设计的主要内容, 分析目前存在的主要问题, 并对于具体加强的关键要点方面提出一些合理的见解。
关键词：建筑结构; 抗震设计; 若干问题;
Discussion on Several Problems of Seismic Design of Building Structures
WANG You-san
Forest Products Industry Planning and Design Institute, National Forestry Administration
Abstract：
With the continuous advancement of technology and economy, construction engineering has gradually become one of the objects that our country attaches great importance to. One of the most important aspects of construction work is the seismic design to prevent safety accidents in buildings due to external vibrations. To this end, the relevant staff should pay more attention to this, and conduct a comprehensive discussion and analysis on the issues at the design level. This article explains the basic objectives of seismic design, explores the main content of seismic design, analyzes the main problems, and puts forward some reasonable opinions on the key points of specific reinforcement.
Keyword：
building structure; seismic design; several problems;
0 引言
从现阶段发展而言, 地震灾害往往会对建筑物本身带来非常严重的破坏, 为此在实际施工的时候, 理应做好抗震设计的工作, 以此提升其稳定性、安全性以及使用寿命。一方面可以使得建筑物抵挡外部灾害的能力进一步提升, 另一方面还能对居民的生命财产起到一定的保护作用, 因此有着非常重要的现实意义。
1 抗震设计的基本目标
一般而言, 抗震设计的目标主要包括两个方面。其一是保证建筑物本身能够抵御一定程度的地震灾害, 以此将其产生的负面影响降至最低, 减少居民的财产损失。其二是提升建筑物结构的安全性和稳定性, 促使建筑的整体质量能够满足施工规定的基本要求。
2 抗震设计的主要内容
抗震设计的内容主要涉及三个方面, 分别是场地选择、施工设计以及现场布置。这其中, 场地选择是确保抗震效果得以发挥的重要前提。在进行场地选择的时候, 尽可能选择可以提高抗震效果的地段, 确保场地的土质能够满足施工的基本需求。而对于施工设计和布置方面, 首先需要确保设计方式足够简单, 提升可操作性, 以此将对于造成建筑结构稳定性下降的因素予以去除。其次确保建筑结构的整体性, 从而使得地震过程中产生的巨大能量得以合理传导, 进而起到缓解的作用。再者, 在进行抗震设计的时候, 还要对建筑物自身所能够承受的作用力予以分析, 分析其承受能力, 从而对地震灾害产生的整个过程进行模拟, 进而提升建筑结构的合理性、安全性以及科学性[1]。
3 抗震设计存在的主要问题
3.1 未能合理选择结构体系
对于建筑物本身的结构设计而言, 其内部体系的选择是一项非常重要的环节, 对建筑物整体结构的安全性价值有着极为重要的意义。为了能够做到合理选择, 通常主要从两个层面入手进行处理。
其一, 在施工正式开始之前, 提前进行图纸的绘制工作, 并对其相关数据资料进行计算。同时在进行建筑结构体系展开设计的时候, 尽可能将其内部主梁作为整个房屋的受力点, 从而使得垂直方向产生的重力能够在有限的时间内迅速传递到受力位置。不仅如此, 针对建筑物的房屋结构, 还要对其合理布置, 这时候便可以采取竖向构件内部机构布置的方案, 从而保证施工具有足够的合理性和科学性。但是, 在实际作业的时候, 还需要将构件竖向的压力因素考虑进来。
其二, 保证整个结构体系本身具有足够的强度。一般而言, 建筑物自身体系结构是否能够达到规定要求, 主要参考其自身的强度。所以, 设计工作者在对于建筑物的抗震能力方面展开设计的时候, 理应将注意力更多放在一些相对较为薄弱的部位, 以此促使整个建筑物具有足够的抗震能力。除此之外, 在对于建筑物内部框架展开设计的时候, 还需要对于节点构造方面提高重视程度, 对于房梁和房柱顶部位置的塑性予以分散, 同时还要在一定程度上提升一些薄弱位置的抗震性[2]。
3.2 抗震场地选择存在问题
通常情况下, 实际抗震场地的选择同样是抗震设计工作中的一项重要因素。因此, 在施工开始之前, 提前对此方面问题予以考虑, 尽可能选择对于抗震工作带来益处的场地展开建设, 并将不利于建筑的抗震地段全部避开。由于在发生地震的时候, 其在短时间内产生的冲击波会对整个地面造成极为严重的破坏, 因此在场地选择的时候, 不能选择一些起伏不够均匀的场地, 同时土质相对较差以及易液化的土地都不予以考虑, 否则很容易导致严重的问题发生。如果施工场地无法有效规避这些问题, 此时便需要采取一些具有较强针对性的抗震措施, 以此提升房屋的整体强度, 即便有地震发生, 可以将造成的损失降至最低。不仅如此, 如果场地内存在滑坡, 或者部分土地出现了地裂的情况, 相关人员便需要及时展开探讨, 分析出最为有效的处理措施, 确保其具有足够的稳定性。除此之外, 如果场地内需要额外进行填土, 此时便需要采取地基加固或者桩基加固的方式进行处理, 促使其建筑物的局部位置得到有效加强。
3.3 对于平面布置的基本规则缺乏重视
在进行建筑物抗震设计的时候, 理应将基础概念设计原则应用其中, 如果方案中的部分内容存在缺陷, 则需要及时予以改进, 而如果有严重不合理的设计存在, 此该方案可以直接选择放弃。在对于楼板进行布局的时候, 可以采用楼板计算模型, 以此处理一些缺乏规范性的部位;而如果立体不规则或者平面不规则的问题存在, 则需要应用空间计算模型。通常情况下, 主要可以从三方面予以划分。其一是建筑物整体必须具备较强的额抗压水平, 确保结构在受到外部冲击的时候, 不会有严重的变形问题发生, 同时还要保证最大限度的均匀。其二是在建筑主体之中进行抗侧力结构布置的时候, 同一侧强度在对建筑主体抗侧力结构进行设计的时候必须保证均匀。其三是相对应周围的结构, 在对于主体抗侧力结构方面展开布置的时候, 必须确保其刚度完全相同, 并且其抗扭刚度也能够得到应有的保障。总体而言, 在对于建筑物本身的抗震能力展开设计的, 合理应有平面布置规则, 对于提升建筑物的抗震能力有着非常重要的意义。
4 加强抗震设计的关键要点
4.1 采用特殊材料进行隔震
一般而言, 建筑物基础隔震水平主要是指依靠对于建筑物基础采取一些特殊处理的方式, 在地震灾害发生的时候, 可以对其产生的作用予以一定程度的缓解, 从而将其造成的损害降至最低。而针对传统建筑地基展开设计的时候, 主要采用的方式便是在一些基础性位置交通铺设沙子和黏土, 亦或者直接在其外部覆盖一层黏土垫层[3]。
在进行结构设计的时候, 可以在其基础位置展开垫层的安装, 同时还可以硬一些特殊材料展开施工, 从而可以将地震带来的负面影响降至最低。通过近些年的观察可以发现, 我国有关部门已经开始针对这一方面内容展开研究, 从而开发出一种全新的材料, 其原料主要以沥青为主, 并且得到了广泛的应用。尤其是在隔震层方面, 其效果令人十分满意, 促使建筑物自身的抗震水平得到进一步提升。
4.2 采取基础隔震措施
装置减震通常主要是指在针对建筑物内部结构展开设计的时候, 针对建筑物的几处不为和上部建筑建筑之间增设一个装置, 以此对地震向上传递的冲击力予以一定程度的缩减。通过相关调查可以了解, 这种装置最多能够降低地震产生能量的2/3, 可见其效果十分客观。但是, 这种减震方式往往并不适合于一些高层的建筑, 究其原因主要是如果在一些楼层相对偏高的建筑中安装减震装置, 会使得建筑物原有的自震周期得以增加, 从而很难将其效果充分发挥出来。目前来看, 应用率最高的隔震方式主要是粘弹性隔震和摩擦滑移隔震, 而装置则通常包括两个方面, 分别是混合隔震装置以及橡胶垫。
4.3 采取层间隔震措施
在进行建筑物施工的时候, 层间隔震可以算作是操作最为简便、工序最少的一种方式。但是相对于其他不同种类的隔震装置, 其实际隔震效果往往并没有特别明显, 仅仅只能达到地震产生能力的1/10到3/10之间。所谓层间隔震, 通常主要是在建筑物内部各个楼层之间安装减震装置, 以此对地震时产生的巨大能力予以减弱, 从而将其带来的危害降至最低。从某种角度而言, 层间装置的安装与基础隔震的方式大同小异。
4.4 采取悬挂隔震措施
所谓悬挂隔震, 通常主要是指在针对建筑物本身的结构进行设计的时候, 对其整体结构予以悬挂, 从而形成全新的悬挂结构。依靠这种形式, 可以将地震带来的负面影响予以一定程度降低。当有地震灾害出现的时候, 其产生的能量无法直接传递到处于悬挂状态的建筑物, 从而对其带来的损害有所缓解。
在采用悬挂设计的时候, 通常主要应用于一些规模偏大, 且内部以钢结构为主的建筑。依靠采取这种设计形式, 能够有效满足其隔震需求。通常而言, 主要可以将其分成主框架和自框架。在悬挂体系之内, 子框架可以依靠锁链的方式与主框架完成连接, 每当有地震灾害出现的时候, 尽管主框架挥发摇晃的情况, 但其子框架之间主要通过锁链进行连接, 因此当能量传递到锁链时, 其能量便在横向摆动的过程中得到削弱。由此可以了解, 悬挂隔震的方式具有非常好的应用效果, 可以有效降低地震造成的破坏, 以此将抗震的效果充分发挥出来[4]。
4.5 采取隔震加固措施
在抗震设计工作正式开始之前, 相关工作人员需要结合图纸提出的基本要求, 需要提前展开全面检查, 以防有任何疏漏存在。不仅如此, 当施工正式开始的时候, 还要在一些关键的部位进行抗震加固, 安装相关减震装置。除此之外, 当施工全部结束之后, 同样需要进行抗震加固, 通常采取的方式便是增加阻尼。
现阶段来看, 消能减震装置通常主要应用于高层建筑结构以及钢结构内部。在实际施工的时候, 其能够安置在多个不同的位置, 不仅包括建筑物的上部结构, 而且在隔震夹层之中同样可以进行安装。正是由于这方面原因, 消能减震装置具有非常高的应用率。
5 结束语
综上所述, 建筑物的抗震设计对于提升建筑物的稳定性有着非常重要的意义, 与人们的财产安全有着极为重要的联系, 所以, 在进行建筑结构设计的时候们设计人员理应尽可能将多方面因素考虑进来, 分析目前需要注意的相关问题, 并通过合理的抗震措施进行处理, 从而将其造成的破坏降至最低, 进而推动我国建筑行业的可持续性发展。
参考文献
[1]方小丹, 魏琏.关于建筑结构抗震设计若干问题的讨论[J].建筑结构学报, 2017, 32 (12) :46-51.
[2]徐美清.关于建筑结构抗震设计若干问题的讨论[J].房地产导刊, 2015 (34) :46-51.
[3]张立柱.关于建筑结构抗震设计若干问题的讨论[J].建筑技术开发, 2016, 43 (5) :38-39.
[4]张志超, 赵康乐.关于建筑结构抗震设计若干问题的讨论[J].工程技术:引文版, 2016 (3) :00293.