馬寧

【摘 要】加強對建筑抗震技術的研究和管理，確保建筑工程設計質(zhì)量和安全，促進建筑行業(yè)健康發(fā)展，避免因設計問題導致建筑生產(chǎn)事故的發(fā)生，探索建筑結構的創(chuàng)新設計，是目前建筑結構設計工作的首要任務?；仡櫧卣鹗?，有唐山大地震、汶川大地震……，這些地震都給我國經(jīng)濟、建設等方面帶來了不可估量的損失，許多昔日繁華的城鎮(zhèn)在地震的破壞下變得殘壁斷垣，至今國人無不思痛。因而建筑結構設計人員應不斷總結以往的設計經(jīng)驗，積極探索確保建筑結構設計安全方法，為提供高質(zhì)量的建筑打下堅實的基礎。

【關鍵詞】結構抗震設計；提高； 安全性

一、建筑結構抗震設計要點

1.1選擇有利場地

由于施工場地的地質(zhì)環(huán)境不同，建筑結構在地震中的反應也是不盡相同的。因此，在有選擇的情況下，選擇一塊有利于抗震的場地開展施工，很大程度上可以減輕地震所造成的損害。在選擇建筑場地之前，首先根據(jù)建筑場地的地質(zhì)狀況及建筑結構的需求，分析出哪些是有利地段，哪些是不利地段，同一結構單元不宜設在截然不同的地基土上，無論何時都不要在危險地段上進行建設，以免造成不必要的人員傷亡與財物損失。

1.2 采用適當?shù)慕Y構布置

如何對一個工程項目實施建筑布局與結構布置？這通常與建筑物的平立面直接相關。有數(shù)據(jù)表明，簡單、規(guī)則的建筑其抗震能力普遍較強。這是因為復雜式建筑在地震發(fā)生時內(nèi)部構件的強度與剛度形不成一致規(guī)律，導致結構扭轉(zhuǎn)非常明顯，同時要避免強度、剛度突變，產(chǎn)生過大的應力集中或者過大的塑性變形集中。因此，在對建筑結構的設計中務必加強措施，盡可能遵循建筑物的均勻?qū)ΨQ原則，避免采用不規(guī)則的建筑方案，從總體上降低建筑物的剛度偏心率，并準確無誤地計算出相關的地震反應數(shù)據(jù)，保障在地震作用下，結構受力有明確、直接的傳遞途徑。

1.3 增強建筑物的整體性

建筑物作為許多細節(jié)構件連接而成的整體，是一個具備空間剛度的結構體系，其能否承受地震作用的破壞力量，全看各構件間能不能實現(xiàn)協(xié)調(diào)工作、有機地形成一個整體。所以說，建筑物的整體性能不但是建筑抗震的首要條件，還是建筑結構抗震設計中的重點內(nèi)容。一般來說，鋼筋混凝土現(xiàn)澆樓板和屋蓋的整體性能好，在適當位置布設構造柱，并配置相應的構造鋼筋，不但能夠消除滑移、散落等問題，加強樓板的剛度，還能適當放寬對建筑的平面要求，對于建筑的層間變形，也非常容易控制。

1.4 保證結構的延性

所謂結構的延性，就是在承載力沒有明顯減小的情況下，結構所能產(chǎn)生非彈性變形的能力，其很大程度上體現(xiàn)了結構的變形能力。有必要說明的是：在地震作用下，建筑物除必須具備一定的強度外，還要具備良好的變形能力，即延性，這樣才能保證在災難中屹立不倒，二者都是建筑抗震設計中所要考慮的重要指標。那么在地震作用下怎樣使建筑物展現(xiàn)出較好的延性呢？砌體結構設圈梁、構造柱等；鋼筋混凝土結構配筋要合理，避免剪切破壞先于彎曲破壞；結構構件的節(jié)點強度不應低于連接構件的強度等。

二、建筑結構設計現(xiàn)狀分析

抗震度不夠。近幾年發(fā)生的幾起大地震造成的損失足以說明我國一些地方的建筑抗震性很差，未達到我國規(guī)定的標準。因此保證建筑物的抗震性能是減少地震發(fā)生時人員傷亡及財產(chǎn)損失的重要問題。在建筑結構設計中提高抗震設計水平是提高建筑結構設計水平的一個重要方面。

三、提高建筑結構設計中安全性的措施

3.1抗震建筑材料

在建筑結構設計過程中，選擇質(zhì)量好的抗震建筑材料是相當重要的，本文將簡要介紹以下幾種：

3.1.1加氣混凝土

加氣混凝土是一種輕質(zhì)多孔、保溫隔熱、防火性能良好、可釘、可鋸、可刨和具有一定抗震能力的新型建筑材料。早在三十年代初期，我國就開始生產(chǎn)這種產(chǎn)品，并廣泛使用于上海國際飯店、上海大廈、福州大樓、中國人民銀行大樓等高低層建筑中。是一種優(yōu)良的新型建筑材料。并且具有環(huán)保等優(yōu)點。

加氣混凝土砌塊一般重量為500-700kg/m？，只相當于粘土磚和灰砂磚的1/4-1/3，普通混凝土的1/5，是混凝土中較輕的一種，適用于高層建筑的填充墻和低層建筑的承重墻。使用這種材料，可以使整個建筑的自重比普通磚混結構建筑的自重降低40%以上。由于建筑自重減輕，地震破壞力小，所以大大提高建筑物的抗震能力。

3.1.2抗震防水建筑材料

這種合成材料是瀝青乳液和波特蘭水泥的混合物，外加一種吸水性是其體積的300倍的聚合物。在室溫條件下，這些材料成份呈液體，可被泵送。一旦混合在一起，即刻成膠體。這種合成材料的壓縮強度較低，但其韌性即吸震能力較高。制作地基回填料，可以減低建在其上的建筑物所受到的沖擊波作用，用做回填料還可以免掉造價昂貴的深樁基費用。這種材料剛混合時呈膠體，因此它可被噴注在隧道墻板與石塊之間，而不會分散到間隙積留的水中。而且由于這種材料在凝固時，出現(xiàn)稍許膨脹，因此在墻板和石塊之間形成緊貼密封。

3.1.3碳纖維復合材料

碳纖維主要是由碳元素組成的一種特種纖維，其含碳量隨種類不同而異，一般在90%以上。碳纖維具有一般碳素材料的特性，如耐高溫、耐摩擦、導電、導熱及耐腐蝕等，但與一般碳素材料不同的是，其外形有顯著的各向異性、柔軟、可加工成各種織物，沿纖維軸方向表現(xiàn)出很高的強度。

碳纖維復合材料對于地震易發(fā)地區(qū)房屋的優(yōu)勢表現(xiàn)為：（1）高強度（是鋼鐵的5倍）；（2）出色的耐熱性（可以耐受2000℃以上的高溫） ；（3）出色的抗熱沖擊性；（4）低熱膨脹系數(shù)（變形量?。?；（5）熱容量小（節(jié)能）；（6）比重小（鋼的1/5）；（7）優(yōu)秀的抗腐蝕與輻射性能。

3.2提高建筑抗震技術

要切實做好建筑隔震減震技術的推廣應用和工程質(zhì)量監(jiān)管工作，充分發(fā)揮隔震減震技術在提高建筑抗震能力方面的積極作用，提高應用隔震減震技術建筑工程的質(zhì)量安全水平。

3.2.1 強柱弱梁

強柱弱梁指的是使框架結構塑性鉸出現(xiàn)在梁端的設計要求。用以提高結構的變形能力，防止在強烈地震作用下倒塌。“強柱弱梁”不僅是手段，也是目的，其手段表現(xiàn)在人們對柱的設計彎矩人為放大，對梁不放大。其目的表現(xiàn)在調(diào)整后，柱的抗彎能力比之前強了，而梁不變。即柱的能力提高程度比梁大。這樣梁柱一起受力時，梁端可以先于柱屈服。強柱弱梁是一個從結構抗震設計角度提出的一個結構概念。就是柱子不先于梁破壞，因為梁破壞屬于構件破壞，是局部性的，柱子破壞將危及整個結構的安全--可能會整體倒塌，后果嚴重。要保證柱子更“相對”安全，故要“強柱弱梁”。

3.2.2韌性接頭

建筑物的梁柱接頭處是應力最大的地方，梁柱接頭處破壞即整棟建筑物有立即倒塌的危險。要確保建筑物受力后，接頭處不得先行破壞的作法就是在接頭處緊密配置圍束箍筋。

3.2.3圍束箍筋及系筋

圍束箍筋彎勾應為135°，系筋彎鉤各為135°及90°并交錯配置，可加強主筋對抗垂直震力，避免造成柱子挫屈破壞而倒塌。主筋斷筋點附近（或圍束箍筋間距變大處）的補強設計原理：當塑鉸區(qū)的塑鉸還未完全形成時，若主筋斷筋點附近或圍束箍筋間距變大處的彎矩就已經(jīng)大于該區(qū)域的彎矩容量，則可能使非塑鉸區(qū)較原先所期望產(chǎn)生塑鉸的柱底區(qū)更早產(chǎn)生塑鉸而破壞。

結束語：

通過對以上建筑結構抗震設計要點、所選取的抗震材料和運用的抗震技術進行簡要分析，使得進一步完善抗震設防工程性措施，經(jīng)濟、高效、合理地提高建筑工程抗震能力，保障經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展和廣大人民群眾生命財產(chǎn)安全。

參考文獻：

[1] 高 鵬：喬可義 重視概念設計，提高建筑結構設計的質(zhì)量

[2] 劉衛(wèi)東：對建筑結構設計相關問題的探討