民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的抗震設(shè)計

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摘要:加強建筑工程施工技術(shù)研究創(chuàng)新的力度，不僅有助于建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計效果的提升，同時也是確保建筑工程施工質(zhì)量的重要手段。雖然地震災(zāi)害的發(fā)生具有突發(fā)性強、災(zāi)害性大、不可預(yù)測且影響范圍廣的特點，但是抗震設(shè)計作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要組成部分之一，如果建筑物抗震等級不夠的話，那么就會因為建筑倒塌而造成巨大的損失。由于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中的抗震設(shè)計是以建筑本身結(jié)構(gòu)特點和當(dāng)?shù)乜拐鹦枨鬄榛A(chǔ)的，所以，設(shè)計人員在設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)時，必須確保建筑的抗震能力符合建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計、平面設(shè)計以及空間設(shè)計的要求，才能在確保建筑物穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，降低地震災(zāi)害發(fā)生造成的損失。

關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu);抗震設(shè)計;民用建筑

1民用建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計注意要點

1.1建筑地質(zhì)

房屋建設(shè)的地點應(yīng)該盡可能地選擇在地勢平坦開闊的地方，這樣的話，即便是發(fā)生的地震災(zāi)害，也能夠最大限度地降低地基震動過程中出現(xiàn)的沉陷，確保建筑物的穩(wěn)定性不受影響。另外，嚴(yán)禁在地震災(zāi)害頻發(fā)區(qū)域建造房屋，才能最大限度地降低地震發(fā)生后造成的不必要的損失。

1.2建筑地基

在建造房屋的過程中，施工人員應(yīng)該盡可能地選擇天然地基或者是地樁地基，才能在促進(jìn)房屋抗震性能有效提升的基礎(chǔ)上，降低地震災(zāi)害對房屋建筑穩(wěn)定性產(chǎn)生的影響。同時嚴(yán)格地按照要求夯實基礎(chǔ)凹槽的回填土和地基，確保回填土之間的密實性，才能達(dá)到促進(jìn)房屋建筑地基穩(wěn)定性有效提升的目的。

1.3建筑物屋頂和墻體

建筑物穩(wěn)定性與建筑物質(zhì)量的高低是決定地震對房屋建筑造成損失大小的關(guān)鍵因素。所以，施工企業(yè)在進(jìn)行房屋建筑的施工時，必須采取積極有效的措施，降低建筑周圍結(jié)構(gòu)的重量，才能達(dá)到促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)抗震與防震能力有效提升的目的，降低地震發(fā)生對建筑物造成的損失。

2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震設(shè)計要求

2.1避開復(fù)雜場地

建筑場地選擇的合理與否是影響建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量的關(guān)鍵因素。如果建筑工程項目施工建設(shè)過程中場地類型過于復(fù)雜的話，那么必然會影響到建筑主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。比如，建筑施工場地設(shè)計在地殼運動頻繁的地帶或者地震帶上的話，那么地震發(fā)生后造成的危害自然也就越大。所以，設(shè)計人員在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計時，應(yīng)該盡可能選擇開闊的場地，才能在地震發(fā)生后提供有效的避難場所，降低地震災(zāi)害發(fā)生造成的不必要的損失。

2.2布置規(guī)則平面

建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作必須由專業(yè)的設(shè)計人員才能確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的質(zhì)量和效果。在建筑設(shè)計階段，設(shè)計人員必須嚴(yán)格按照建筑總體要求搜集和分析周邊地區(qū)地質(zhì)、地形的數(shù)據(jù)信息，為后續(xù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的順利進(jìn)行做好充分的準(zhǔn)備。由于建筑自身的抗震性能與平面布置之間存在著密不可分的聯(lián)系，所以設(shè)計人員在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的平面布置時，必須嚴(yán)格按照相關(guān)設(shè)計原則的要求，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中充分考慮建筑整體的安全性與實用性，切不可因為過度追求美觀性，采用復(fù)雜程度過高的平面布置方式，而影響到建筑結(jié)構(gòu)整體的抗震性能。也就是說，設(shè)計人員必須在與建筑施工人員協(xié)商溝通后，選擇符合規(guī)則要求的平面結(jié)構(gòu)設(shè)計形式，同時做好構(gòu)造參數(shù)的計算工作，才能達(dá)到促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)整體抗震性能有效提升的目的。

2.3空間結(jié)構(gòu)簡單

最大限度地滿足人們居住、辦公等各方面的要求是建筑工程項目建設(shè)的最終目標(biāo)。所以，設(shè)計人員在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，不僅要充分重視建筑平面的設(shè)計，同時還應(yīng)對建筑空間結(jié)構(gòu)的設(shè)計予以充分的重視。之所以說，建筑空間結(jié)構(gòu)布置越簡單那么建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性也就越高，那是因為，如果建筑空間結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜的話，不僅需要增加更多的支撐力量，同時也會對建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震性產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。所以，為了避免建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形的現(xiàn)象，設(shè)計人員在建筑空間結(jié)構(gòu)設(shè)計時，必須在確保建筑平面主軸方向上的剛度、強度以及穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，根據(jù)建筑底部結(jié)構(gòu)、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等各方面的特點，選擇簡單的空間結(jié)構(gòu)設(shè)計形式，才能有效地抵御地震災(zāi)害發(fā)生后來自于各個方向的沖擊力。

3建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計要素分析

3.1高層建筑結(jié)構(gòu)平面以及建筑豎向布局抗震設(shè)計

由于墻體與柱子之間的平面位置是影響高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能高低的關(guān)鍵因素。所以，設(shè)計人員在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，必須科學(xué)合理地布置高層建筑的平面和豎向位置，才能達(dá)到促進(jìn)高層建筑結(jié)構(gòu)平面與豎向位置抗震性能有效提升的目的。這就要求設(shè)計人員在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時，必須做好以下幾方面的工作。①確保豎向與平面結(jié)構(gòu)構(gòu)件的干凈整潔;②將剛度重心與質(zhì)量重心緊密的結(jié)合在一起。為了確保豎向位置的平衡，設(shè)計人員在進(jìn)行豎向設(shè)計時，應(yīng)該采取適當(dāng)降低高層建筑剛度重心的方式，通過減少高層建筑豎向結(jié)構(gòu)錯向頻率的方式，有效控制高層建筑結(jié)構(gòu)豎向的高度、剛度以及強度，并在確保其均勻分配的基礎(chǔ)上，避免“鞭梢效應(yīng)”的出現(xiàn)，才能在確保建筑物整體形狀美觀的同時，促進(jìn)高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的有效提升。

3.2整體抗震性能技術(shù)要點

為了促進(jìn)高層建筑結(jié)構(gòu)整體抗震性能的有效提升，設(shè)計人員在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，必須對地基選擇、抗震線設(shè)置、施工原材料質(zhì)量等各種影響高層建筑結(jié)構(gòu)抗震效果的因素予以充分的重視。這就要求設(shè)計人員在設(shè)計的過程中，應(yīng)該掌握好以下幾方面的要點。①地基是高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的基礎(chǔ)。所以在設(shè)計高層建筑的地基時，設(shè)計人員必須選擇穩(wěn)定性性能較強的地基，才能在確保地基穩(wěn)定性符合要求的基礎(chǔ)上，降低地基變形、下陷情況發(fā)生的幾率。同時針對高層建筑結(jié)構(gòu)中相同結(jié)構(gòu)單元的設(shè)計，必須采取有效的措施確保地基設(shè)計的統(tǒng)一性，才能將高層建筑地基的抗震性能最大限度地發(fā)揮出來;②建筑結(jié)構(gòu)分布的對稱性和均勻性。設(shè)計人員在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，必須平均分布建筑的承受力，才能充分發(fā)揮建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的對稱性特點，降低地震災(zāi)害對建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性產(chǎn)生的影響。這就要求設(shè)計人員在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)該盡可能地采用多元化的設(shè)計方法促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)整體抗震性能的提升。比如，針對坍塌發(fā)生頻率較高的地方，設(shè)計人員應(yīng)該采用科學(xué)合理的加固措施，才能有效降低危險發(fā)生的幾率;③確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的牢固性。設(shè)計人員在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，必須采取積極有效的措施，減輕建筑物的自重，降低建筑結(jié)構(gòu)對地基產(chǎn)生的壓力。以便于在地震發(fā)生后，地震對高層建筑造成的沖擊，為人員的撤離提供充足的時間;④由于高層建筑往往不在同一平面上，因此，在進(jìn)行高層建筑整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計時，設(shè)計人員必須將整個設(shè)計放到同一個平面上，才能完成對空間結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一設(shè)計。

3.3建筑結(jié)構(gòu)剛度設(shè)計要點

剛度設(shè)計作為高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的重點內(nèi)容。設(shè)計人員在進(jìn)行高層建筑的剛度設(shè)計時，必須做好以下幾方面的工作。①必須選擇和使用符合鋼筋混凝土緊密要求的施工材料。特別是在使用鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行雙層加固施工時，應(yīng)該采取積極有效的措施，確保上下層的阻尼與剛度比保持一致，才能降低安全隱患發(fā)生的幾率;②設(shè)計人員在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度的控制時，必須以國家規(guī)定和要求的抗震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，控制高層建筑結(jié)構(gòu)的剛度，才能在降低地震對建筑物造成的損壞的同時，節(jié)省施工材料，降低工程施工的成本。

4抗震技術(shù)在高層建筑結(jié)構(gòu)整體抗震設(shè)計中的運用

4.1隔震技術(shù)

建筑結(jié)構(gòu)中設(shè)置隔震層的最終目的是為了盡可能地降低地震對高層建筑結(jié)構(gòu)造成的破壞。設(shè)計人員在設(shè)計隔震層時，必須將高層建筑主體與基礎(chǔ)連接部位作為設(shè)計的要點，才能在地震發(fā)生后降低地震對建筑物造成的損害，確保高層建筑物的穩(wěn)定性不受影響。隔震設(shè)計在高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的應(yīng)用，不僅有助于高層建筑結(jié)構(gòu)自身震動周期的延長，同時也降低了地震發(fā)生對建筑物造成的破壞。作為設(shè)計人員在進(jìn)行高層建筑抗震設(shè)計時，必須嚴(yán)格按照要求標(biāo)明架設(shè)和鋪設(shè)設(shè)計的要點。同時利用隔震裝置將上部與下部有效的分離，然后使用儀器設(shè)備進(jìn)行檢測，確保高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的有效發(fā)揮。所以，設(shè)計人員必須在高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時，選擇承載性能相對較高的材料，才能達(dá)到有效延長隔震裝置使用壽命的目的。此外，設(shè)計人員在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時，還應(yīng)采取積極有效的措施，做好隔震裝置的保護(hù)工作，才能在延長隔震裝置使用壽命的基礎(chǔ)上，發(fā)揮出隔震裝置的功能，促進(jìn)高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的有效提升。

4.2消能隔震技術(shù)

消能隔震技術(shù)在高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的應(yīng)用，主要是通過將建筑基礎(chǔ)與上部房屋結(jié)構(gòu)有效分離的方式，達(dá)到有效隔離地震對建筑物產(chǎn)生的沖擊力的目的。另外，為了確保建筑物內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，設(shè)計人員必須根據(jù)高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的要求，在建筑物的關(guān)鍵部位安裝阻尼元件，才能最大限度地降低地震對高層建筑結(jié)構(gòu)造成的破壞。

5結(jié)語

總而言之，設(shè)計人員在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時，必須將抗震技術(shù)合理應(yīng)用于高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，才能有效地降低地震對建筑物造成的破壞。這就要求設(shè)計人員在設(shè)計的過程中，必須切實掌握高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的要求和影響因素，才能在促進(jìn)和優(yōu)化高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計效果的基礎(chǔ)上，為我國建筑行業(yè)的長期可持續(xù)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

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作者:徐增衍 單位:華北水利水電大學(xué)