高英
山东协和学院工学院 250107
摘要:作为一种常见的自然灾害,地震具有突发性强、破坏力大的特点,一旦发生地震,往往伴随着建筑物大规模倒塌等事故,并引起火灾等次生灾害,严重威胁国民的生命健康财产安全。对于我国来说,由于地处环太平洋地震带与地中海-喜马拉雅地震带,地震灾害事件时有发生,唐山地震、汶川地震、玉树地震等大规模地震灾害给国家、人民带来了巨大的损失。因此,如何有效进行抗震加固设计,提高建筑结构的稳定性,增强建筑的抗震性能,保障居民的居住安全与财产安全,成为了业内研究的重点。
关键词:建筑 抗震技术 发展走向
引言
为了适应我国建筑行业的发展需求,提高建筑工程的安全性和稳固性,要重视建筑的抗震设计,完善建筑工程抗震设计方案,提升工程的整体设计水平,确保建筑工程符合规范规定的抗震标准。抗震设计是在发生地震时保持高层建筑完整性的重要元素,因此,我们有必要充分了解建筑结构工程抗震设计的重要性以及建筑结构工程抗震设计的要点。当然,抗震设计必须符合结构安全、可靠性和高经济效益的基本原则。抗震设计是基于科学合理的技术,必须确保在地震时抗震设计可以发挥作用,保证建筑物遭受地震之后经过短时间的修缮工作就可以继续使用,这大大降低维修成本,实现利益最大化。
一、探析建筑工程结构抗震设计的重要意义
地震具有极强的破坏性、危害性以及随机性,我国位于世界两大地震带—环太平洋地震带与欧亚地震带的交会部位,地震频繁。如果建筑工程不具有抗震性或是抗震性能过低,均会对人们的生命和财产安全造成极大的伤害和损失。因此,国家也出台了相关抗震设防标准,并要求严格按照相关标准和要求去执行。现如今,我国在建筑设计方面以结构抗震性作为重点展开了研究,同时也取得了一些成绩。随着现今建筑工程抗震设计及技术的不断发展和进步,使地震危害得到了有效降低,同时也更好地保障了人们的生命和财产安全。就目前来看,国家对于地震规律性方面的认识还不够深入,还需进一步深入地对建筑工程结构抗震性进行研究和探索,与此同时,各地区还应当制定与之相适应的抗震设防标准。如今,人们对于建筑工程结构抗震性设计方面的要求也越来越高,如何提升建筑结构的抗震性能成为一大难题。因此,这就需要不断深入地研究抗震技术及其设计,尽可能确保人们日常生活及品质,不断提升建筑的抗震能力。
二、加强建筑结构工程抗震设计的措施
(一)科学选择结构体系
为了确保建筑物的整体协调,必须科学地选择结构体系。通常,建筑结构工程的抗震设计概念要求以下两个条件:①稳定;②合适。通过选择科学合理的结构工程体系来满足结构的变形和抵抗力要求。建筑物必须具有一定的刚度,才能在一定程度上承受自身的载荷,并有效防止变形;当地震发生时,才能对较大的地震力辅以缓冲,以防止对建筑物造成局部损坏。因此,在选择结构体系时,必须要明确建筑物传力的途径和受力的计算,转换层的使用应尽量避免,这样可以降低建筑物倾斜或局部受损的几率,从而保护建筑物。
(二)抗震建筑地基处理与基础设计
地基起到承受载荷并将建筑物固定在地表的作用。它虽不属于建筑的组成部分,但对保障建筑物稳定性具有重要作用。因此,在抗震建筑设计中,应格外关注对地基的处理。首先,为避免后期出现不均匀沉降的问题,地基应具有同一性。在条件适宜的情况下,建筑地基可选用天然地基。当地基条件不利时(如软土地基等),可通过设置桩基础等方式促进建筑刚性与稳定性的提升,从而使建筑的抗震性得到充分保障。同时,在建筑基础埋设时应合理控制深度,避免因埋深过浅而导致嵌固作用下降,从而提升建筑在地震中的稳定性。此外,对于承载力薄弱的地基,还可设置圈梁,以促进整体水平的提升,增强抗震能力。
(三)科学设置建筑平立面
建筑抗震性能在很大程度上受到建筑结构的平立面布置情况的影响,因此设计人员要想确保建筑具有良好的稳定性,提高其抗震性能,则应当要科学设置建筑结构的布局。在实际设计过程中,设计人员通过科学设置建筑结构平立面,同时采取与标准相符的建筑抗震设计规范,则必定会有效提高建筑的抗震能力。科学设置建筑结构的平立面主要指的是在设计建筑结构过程中,在确保建筑使用功能的基础上,应当要尽可能选用对称与平面规则的建筑结构,如此一来方可确保建筑物相同楼层的刚度相同。除此之外,还应当要尽可能避免出现建筑物竖向凹凸的情况,这样才可有效确保建筑竖向刚度基本相同,且维持稳定。通过该种方式来设置建筑平立面能够在很大程度上提升建筑的抗震性能。不仅如此,在开展建筑结构的抗震设计过程中要求设计人员能够对复杂性较强的建筑实施抗震缝的设计,不可让抗震缝两侧结构相连,留出中间位置的目的在于防止发生地震的时候,两侧结构出现碰撞。通常都是设置抗震缝在结构变形较为敏感的部位,如若没能科学设置抗震缝,那么就会成为地震时最为薄弱之处,大大削弱了整体建筑的抗震能力。
(四)进行多道抗震防线的设置
①科学选择抵御地震的第一道防线。严格来说,第一道防线设置和选型负担比较小或者没有,可以选择一些比较小的填充墙和竖向支撑墙就可以承重。尝试选择尽可能小的轴向压缩设计,通常具有较高轴向压缩力的框架柱不适合第一道防线。但是,根据施工的约束,只能使用单一的框架系统,该框架的支柱是结构系统抗侧力的主要因素,因此应选择“强柱弱梁”设计。②通过安装冗余组件可以形成多条抗震防线。建筑物通常使用双重抗侧力体系:框架-抗震墙、芯筒-框架、内墙筒-外框筒、框架-支撑。根据水平地震侧力,可以依靠支撑或墙体等框架为主要抗震防线。
三、中国抗震建筑产业的发展走向
改革开放以来,我国积极引进并自主研发先进的建筑抗震技术与地震工程实验技术,目前已在高性能抗震材料研究、大型抗震工程建造等领域取得了丰硕的成果。然而,当前我国在前沿抗震技术研发方面仍与日本等发达国家存在一定差距。因此,在未来一段时间工程抗震仍将是土木工程领域研究的重要方向。结合建筑抗震技术的发展历程与当前存在的问题,笔者认为未来建筑抗震技术研究将重点围绕三个方向展开:首先是构建更完善的抗震设计理论以解决当前理论存在的问题;其次是继续在现有理论的框架内探索更优的抗震结构,以进一步提高建筑在地震中的稳定性;最后,建筑抗震技术研究亦应密切关注材料科学的发展,及时吸收借鉴性能优良的新材料,从而不断提高抗震建筑的安全性与宜居性。另外,对比“一带一路”沿线与全球地震带分布可以发现,“一带一路”沿线国家大多位于主要地震带上,例如地震频繁的印尼和意大利。这些国家对抗震建筑都有非常旺盛的需求,特别是发展中国家。因此,以“一带一路”战略为契机,在沿线国家大力推广抗震建筑,不仅能为该产业带来丰厚的回报,更将在提升沿线国家人民生活水平、保障经济社会持续健康发展等方面发挥建设作用。
结束语
总的来讲,建筑类型不同,其所具备的性能也有所不同。国家对于建筑业的发展极为重视,确保建筑安全是当前建筑业发展的重要保障。在开展建筑工程结构设计过程中强化抗震设计是确保建筑安全的重要基础。因地震灾害会严重威胁人们的生命和财产安全,对社会具有极强的破坏性,所以必须强化抗震设计以确保建筑物能更好地保障人们生命和财产安全。
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作者简介: 高英( 1987— ) ,女,硕士,讲师;
基金项目: 山东协和学院校级教改项目“基于信息化的建筑结构抗震课程混合式教学模式研究与实践 ” ( 2019xh50)