鄭國慶 浙江永誠建設(shè)工程管理有限公司

1 引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活的提高，對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有了更高的要求，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅具有美觀、經(jīng)濟(jì)適用和高質(zhì)量，還要具備良好的安全穩(wěn)定性和抗震性能。為了滿足人們的需求保證工程質(zhì)量，促進(jìn)我國建筑業(yè)的未來發(fā)展，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采取土木工程結(jié)構(gòu)防震設(shè)計(jì)，這一創(chuàng)新設(shè)計(jì)以其良好的合理性、穩(wěn)定性及抗震性能，受到了建筑行業(yè)的普遍認(rèn)可與應(yīng)用[1]。在實(shí)際建設(shè)設(shè)計(jì)過程中，由于土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在不同建筑環(huán)境中的地基建造、結(jié)構(gòu)體系和建筑材料等方面存在著許多外界因素產(chǎn)生問題，因此在設(shè)計(jì)穩(wěn)定性和抗震能力上應(yīng)結(jié)合現(xiàn)代設(shè)計(jì)理念與科學(xué)技術(shù)，對結(jié)構(gòu)抗震問題制定有效措施，提高土木工程施工質(zhì)量，確保工程建筑的穩(wěn)定性和抗震能力[2]。

2 土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震問題與解決方案

2.1 基地建造

（1）問題分析。地基設(shè)計(jì)是土木工程抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵問題，由于地基負(fù)責(zé)承載建筑物，地基應(yīng)選擇在安全合理、適合建筑的地理位置，以保證建筑物的安全可靠性。地基如果設(shè)計(jì)在危險(xiǎn)不合理地段，就會(huì)降低建筑的穩(wěn)定性和抗震能力，隨著地面發(fā)生沉降現(xiàn)象，就會(huì)造成建筑出現(xiàn)傾斜，嚴(yán)重降低建筑應(yīng)用的安全性。尤其遇到地震自然災(zāi)害，產(chǎn)生的劇烈震動(dòng)導(dǎo)致地基出現(xiàn)下沉、塌陷，造成地基上的建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度的裂痕，甚至發(fā)生建筑物倒塌等破壞性損壞，給當(dāng)?shù)鼐用裆?cái)產(chǎn)安全帶來危險(xiǎn)[3]。

（2）解決方案。施工方在選擇建筑物建設(shè)位置時(shí)，應(yīng)選擇地質(zhì)穩(wěn)定、土壤堅(jiān)固不易液化的地段，避免建筑物建設(shè)在不穩(wěn)定極易發(fā)生自然災(zāi)害的危險(xiǎn)地段。在對建筑物進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)對建筑物的地基采取相應(yīng)的加固方案，增加地基的承載能力和穩(wěn)定性。地基的位置穩(wěn)定性和土質(zhì)結(jié)構(gòu)合理性，是保障建筑場安全穩(wěn)定和抗震能力的重要環(huán)節(jié)。一旦地基因地質(zhì)問題發(fā)生沉降現(xiàn)象，就會(huì)降低建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2.2 結(jié)構(gòu)體系

（1）問題分析。結(jié)構(gòu)體系的安全穩(wěn)定是影響建筑物安全穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素，設(shè)計(jì)科學(xué)合理的防震結(jié)構(gòu)體系才能保障建筑物的安全穩(wěn)定。在抗震結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)當(dāng)中，應(yīng)根據(jù)建設(shè)施工的實(shí)際需求，建立整體性能穩(wěn)定和應(yīng)用效率高的結(jié)構(gòu)體系，并對建筑物各框架及內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，使結(jié)構(gòu)體系的各個(gè)組成部分相互連接，以增加土木工程結(jié)構(gòu)某些薄弱環(huán)節(jié)的穩(wěn)定性和可靠性。但是，在現(xiàn)階段的高層建筑類土木工程中，主要采用框架填墻結(jié)構(gòu)，當(dāng)發(fā)生地震時(shí)，強(qiáng)烈的震動(dòng)會(huì)對內(nèi)框架上部的剪切型造成嚴(yán)重破壞，導(dǎo)致整體建筑的抗震能力減弱。

（2）解決方案。針對土木工程結(jié)構(gòu)體系存在的問題制定解決方案，首先設(shè)計(jì)抗震結(jié)構(gòu)體系圖紙，工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)建筑施工的實(shí)際情況，規(guī)避影響結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性的不利因素，全面考慮工程整體結(jié)構(gòu)的承載力、穩(wěn)定性和抗震性能；建筑施工前工程設(shè)計(jì)人員需開展實(shí)際的計(jì)算測量在進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，并與現(xiàn)場施工人員相互合作共同探討設(shè)計(jì)，針對建筑物所處的地理位置制定完善的防震結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)方案，確保土木工程防震結(jié)構(gòu)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)符合建筑標(biāo)準(zhǔn)的要求。由于建筑物必須具備較強(qiáng)的承載能力，防止地震造成的強(qiáng)烈沖擊對建筑結(jié)構(gòu)形成變形、崩塌現(xiàn)象，因此設(shè)計(jì)人員要在實(shí)際設(shè)計(jì)中滿足建筑結(jié)構(gòu)需求，采取鋼筋混凝土架構(gòu)設(shè)計(jì)，利用鋼筋混凝土強(qiáng)大的承載力增加土木工程整體結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固性，同時(shí)還提高土木工程整體結(jié)構(gòu)的抗震性能。

2.3 剛度與構(gòu)件

（1）問題分析。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，劇烈的震動(dòng)會(huì)對土木工程主體結(jié)構(gòu)的剛度和構(gòu)件造成破壞。結(jié)構(gòu)某些部分在強(qiáng)烈震動(dòng)沖擊作用下，出現(xiàn)斷裂、偏移及扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象，使建筑結(jié)構(gòu)的不同形狀結(jié)構(gòu)出現(xiàn)無法對稱、偏離，甚至出現(xiàn)交叉性裂縫，影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和抗震能力，加劇了建筑結(jié)構(gòu)在強(qiáng)烈震動(dòng)中損壞程度的增加，導(dǎo)致震動(dòng)危害進(jìn)一步加大，嚴(yán)重的還會(huì)造成建筑物發(fā)生坍塌，給人們生命財(cái)產(chǎn)帶來極大的危害。

（2）解決方案。根據(jù)土木工程結(jié)構(gòu)剛度與構(gòu)件的特點(diǎn)，加強(qiáng)主體結(jié)構(gòu)抗側(cè)力架構(gòu)的設(shè)計(jì)，通過兩個(gè)主軸方向的緊密連接，以免留下縫隙影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，增加主體抗側(cè)力架構(gòu)的剛度作用。設(shè)計(jì)適合主體抗側(cè)力架構(gòu)變形特性的結(jié)構(gòu)，使結(jié)構(gòu)在變形狀態(tài)下保持剛度良好的勻稱性和規(guī)則性，減少整體結(jié)構(gòu)在震動(dòng)過程中偏移、扭曲現(xiàn)象發(fā)生，增加整體結(jié)構(gòu)體系的抗震能力。在設(shè)計(jì)過程中，不僅要解決結(jié)構(gòu)主體抗側(cè)力架構(gòu)剛度的勻稱和規(guī)則，還要對結(jié)構(gòu)中部核心位置和周邊架構(gòu)每片抗側(cè)力架構(gòu)的剛韌度進(jìn)行勻稱設(shè)計(jì)，避免架構(gòu)發(fā)生變形，保證整體結(jié)構(gòu)體系具有良好的剛度和強(qiáng)度。

3 土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)

3.1 合理設(shè)計(jì)抗震截面

地震是一種不能控制的自然災(zāi)害，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，由于激烈的震動(dòng)使地質(zhì)發(fā)生變化，一些沒有采取防震措施的地面建筑物，在地震波強(qiáng)大沖擊下會(huì)導(dǎo)致建筑物大面積坍塌，給人們的生命財(cái)產(chǎn)造成巨大損失。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，為維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定保障人們生命財(cái)產(chǎn)的安全，在工程建筑中采取防震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念，增加建筑物的抗震性能。

抗震在加大截面設(shè)計(jì)時(shí)不能影響建筑本身建筑空間適用及感觀效果，土木工程結(jié)構(gòu)在抗震設(shè)計(jì)中，采用科學(xué)合理的抗震截面的設(shè)計(jì)，通過對建筑本身的建筑空間適用和感觀效果進(jìn)行規(guī)范設(shè)計(jì)，從整體結(jié)構(gòu)上提高建筑物的抗震能力。在進(jìn)行土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，不僅針對設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)規(guī)范嚴(yán)格要求，還有對建筑結(jié)構(gòu)的地理位置進(jìn)行良好選擇。如果建筑物搭建在軟土地段地質(zhì)結(jié)構(gòu)不堅(jiān)固、采空區(qū)、地震斷裂帶等地表性質(zhì)不穩(wěn)定的地段時(shí)，就會(huì)影響土木工程抗震設(shè)計(jì)的建筑物的抗震性能，一旦地震發(fā)生，建筑在地表性質(zhì)不穩(wěn)定的建筑物就會(huì)出現(xiàn)變形、崩塌現(xiàn)象，無法發(fā)揮建筑物的抗震性能。

3.2 使用特殊防震材料

土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的材料都是采用特殊的防震材料，通過隔震材料對建筑物進(jìn)行隔震處理，能夠有效降低或避免地震發(fā)生時(shí)對建筑物造成的損害。隨著防震技術(shù)的不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，不僅優(yōu)化防震材料，同時(shí)還對建筑地基、墻體、圍欄等建筑設(shè)施進(jìn)行創(chuàng)新，采取瀝青鋪設(shè)增加地基的堅(jiān)固性，墻體增加防震填充等防震措施，加強(qiáng)了建筑物的防震、抗震能力。

3.3 設(shè)置多重抗震防線

為有效防止地震對建筑物造成的危害，在建筑施工中在建筑物的周圍設(shè)置多重抗震防線，以緩解地震所帶來的沖擊對建筑物的損害。在施工過程中，不僅要選用優(yōu)質(zhì)的抗震防線施工材料，還要選擇合理的位置設(shè)置抗震防線，起到有效降低地震對建筑物影響良好效果。土木工程結(jié)構(gòu)防震設(shè)計(jì)中，采用懸掛隔震的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過主框架和子框架的大型鋼結(jié)構(gòu)，利用鎖鏈或吊桿懸掛于主框架的懸掛建筑結(jié)構(gòu)。懸掛結(jié)構(gòu)的建筑物能緩解地震波的沖擊力，結(jié)構(gòu)在劇烈震動(dòng)下不會(huì)產(chǎn)生慣性力，防止地震發(fā)生時(shí)對建筑物造成嚴(yán)重危害。

4 結(jié)束語

隨著我國建筑行業(yè)快速發(fā)展，穩(wěn)定安全的土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)對建筑業(yè)的發(fā)展具有重要意義，同時(shí)也為人民生命財(cái)產(chǎn)安全起到了關(guān)鍵保障作用。建筑業(yè)為社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展做出了貢獻(xiàn)，在工程建設(shè)中，抗震性能良好的土木工程結(jié)構(gòu)在建筑行業(yè)中發(fā)揮重要的作用。土木工程結(jié)構(gòu)的防震設(shè)計(jì)不僅具有較強(qiáng)抗震性能，同時(shí)還完善了建筑結(jié)構(gòu)的整體性和觀賞性，增加了建筑物的美感和建筑物的使用壽命。先進(jìn)的土木工程結(jié)構(gòu)防震設(shè)計(jì)，通過對建筑工程位置、地基、結(jié)構(gòu)體系及抗震面的科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，提高了建筑物的穩(wěn)定性和抗震能力，為建筑行業(yè)設(shè)計(jì)施工提供了寶貴的防震技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。