建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力提升對策
時間:2022-03-14 09:21:48
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摘要:近幾年,地震現(xiàn)象在我國部分省份頻繁發(fā)生,而地震中發(fā)生的建筑安全事故的主要原因是建筑結(jié)構(gòu)的抗地震倒塌能力不足。在對建筑進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時,其抗地震倒塌能力事關(guān)居民人身安全,自然應(yīng)該放在首位考慮。隨著地震災(zāi)害發(fā)生頻次的升高,建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)具備更高水準(zhǔn)的抗地震抗倒塌能力,才能有效保證建筑的穩(wěn)固性,確保居民的安全,減少損失。本文就建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力的設(shè)計思想與方法展開分析,探討建筑結(jié)構(gòu)在該方面的優(yōu)化途徑。
關(guān)鍵詞:建筑結(jié)構(gòu);抗地震倒塌能力;設(shè)計思想;方法
地震是一種突發(fā)性強、破壞力大的自然災(zāi)害。地震災(zāi)害發(fā)生時,房屋倒塌是對人們生命財產(chǎn)造成威脅的主要原因,它也直接決定了地區(qū)受災(zāi)程度。要從根源上減輕甚至避免對居民的傷害,就需要相關(guān)部門在對建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時,提高建筑結(jié)構(gòu)的抗地震能力和抗倒塌的能力。近年來,地震的頻發(fā)給抗地震倒塌能力的設(shè)計帶來了更大的問題和挑戰(zhàn)。所以在對建筑結(jié)構(gòu)進行抗地震倒塌能力設(shè)計時就需要采用科學(xué)的方法與思想,保證整個建筑有更強的塑形與抗地震的能力,能較好吸收地震產(chǎn)生的破壞性能量。如此,才能真正意義上保證地震多發(fā)帶居民的人身安全。
1地震對建筑結(jié)構(gòu)造成破壞原因
要提高建筑結(jié)構(gòu)的抗地震倒塌能力,就必須清楚地震是如何對建筑結(jié)構(gòu)造成破壞的,破壞原理是什么,有怎樣的破壞形式。地震主要是通過房屋倒塌來造成重大損失與傷害,而地震產(chǎn)生的能量會對建筑結(jié)構(gòu)造成以下四種形式的破壞:(1)導(dǎo)致建筑出現(xiàn)上下顛簸的情況;(2)使建筑物出現(xiàn)橫向擺動;(3)地震產(chǎn)生的能量會對建筑物的地基造成破壞,造成垮塌或者扭曲等,導(dǎo)致房屋倒塌;(4)造成建筑結(jié)構(gòu)的水平或者垂直方向的扭轉(zhuǎn)。通過以上四種形式,地震極大地擴大了其破壞的廣度及深度。地震無可避免,但是可以通過人為的方式提高房屋抗震能力從而減輕其帶來的損害。地震發(fā)生時會產(chǎn)生強大的地震波,其先在底層運動,通過地層傳播到地面的房屋,造成房屋損壞甚至倒塌。地震波會以三種方式來進行能量的傳播,相應(yīng)地也會產(chǎn)生三種力的作用,從而對房屋造成一系列破壞。最先到達地面的地震波形式是縱波,是一種上下震動的形式。雖然是最先波及建筑物,但對其影響并不是很大。之后到達的是橫波,由于其本來就是水平震動的波形,所以會對房屋造成橫向上的擺動,對房屋的破壞力度比較大。對房屋倒塌影響最顯著的,應(yīng)該是上述兩種波形的混合波,其對房屋的破壞性最強,會使房屋建筑發(fā)生劇烈的動蕩。在兩種波共同的作用下,會自然形成一種旋轉(zhuǎn)的地震力,使建筑物在水平或者垂直方向上發(fā)生扭轉(zhuǎn),直接導(dǎo)致坍塌。
2影響建筑結(jié)構(gòu)抗震能力的因素
對于建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力來說,其影響因素是多方面的,任何一個設(shè)計施工細(xì)節(jié)的不到位,都可能是極大的安全隱患,以下列舉了幾點主要原因。
2.1建筑結(jié)構(gòu)材料選擇
建筑結(jié)構(gòu)材料的選擇對抗震能力大小起到了根本性的作用。因此對施工材料按照相關(guān)規(guī)范進行嚴(yán)格檢驗,對于提高建筑材料的安全穩(wěn)定性,提高抗震能力有著至關(guān)重要的作用。特別是對于一些建筑結(jié)構(gòu)的核心部分,比如建筑物的墻體、圍墻以及隔斷等,要予以更高的重視程度,必須進行細(xì)致嚴(yán)苛的審查,符合相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求方可使用。
2.2建筑結(jié)構(gòu)施工場地影響
建筑結(jié)構(gòu)的施工場地的選擇也是影響其抗震能力的重要因素。在進行相關(guān)選址時,應(yīng)該充分考察所選位置的周圍環(huán)境,主動避開容易發(fā)生地震或者易受地震滑坡侵害的地區(qū),比如一些山崖崩塌的區(qū)域或者處于土質(zhì)松動易發(fā)生山頂滑坡的山腳地帶等,減少遭受地震災(zāi)害的頻率。
2.3建筑結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量優(yōu)劣
除了做好對建筑結(jié)構(gòu)材料的選擇和建筑地址的確定工作,施工質(zhì)量的好壞也會直接影響到抗震能力。所以在對建筑結(jié)構(gòu)施工時,對每一個環(huán)節(jié)進行完善提升,特別是對于地基的基礎(chǔ)工作,比如地基的前期處理以及混凝土的澆筑工作等,確保其完成質(zhì)量,力求每一個細(xì)節(jié)滿足工程要求,這對于提升建筑物的抗震能力也能起到積極的作用,更大程度上保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定可靠性。
3提高建筑結(jié)構(gòu)抗震倒塌能力的設(shè)計思想與方法
3.1改變設(shè)計思想
要使建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力有效地提高,就需要相關(guān)設(shè)計人員在抗震方面的設(shè)計思想上不能固步自封,需要不斷更新改進。在進行建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計時,設(shè)計人員應(yīng)該重點考慮其抗震抗倒塌能力的優(yōu)化提升,盡可能保證結(jié)構(gòu)的規(guī)整,選用承載能力變化連續(xù)、平面對稱整齊以及質(zhì)量變化合適的設(shè)計方法。為更好保證其抗震性能,設(shè)計人員不應(yīng)只是追求建筑物的外部特點,充分應(yīng)用抗震理念,科學(xué)合理地對建筑結(jié)構(gòu)的每個部分進行設(shè)計,保證其整體性和穩(wěn)定性,發(fā)揮出建筑結(jié)構(gòu)各個部分的最大作用,才能有效地保證其抗震性能的提高,降低其高危性。此外,相關(guān)人員還應(yīng)該在建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)整體性上加強研究,對結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的穩(wěn)固性、魯棒性等予以重視,對抗震結(jié)構(gòu)科學(xué)設(shè)計,充分調(diào)動協(xié)調(diào)各個部件的作用,增強其整體性能。
3.2對建筑結(jié)構(gòu)局部進行優(yōu)化設(shè)計
基于以上地震造成建筑倒塌的原理分析可知,地震波主要是通過橫波以及混合波來對建筑物造成破壞。所以設(shè)計人員在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時,應(yīng)特別注意主體結(jié)構(gòu)與其他構(gòu)件的協(xié)調(diào)連接工作,特別是在后砌墻的連接環(huán)節(jié)和框架結(jié)構(gòu)方面都需要認(rèn)真分析研究,設(shè)計出一套適用合理的方案,整體提高建筑結(jié)構(gòu)性能,優(yōu)化設(shè)計。比如說,在對高層建筑進行框架結(jié)構(gòu)設(shè)計時,相關(guān)設(shè)計人員應(yīng)本著“弱梁強柱及鋼梁柔柱”的原則,切實有效提高其整體安全性以及抗震抗倒塌能力。
3.3保證施工質(zhì)量
對建筑結(jié)構(gòu)良好的施工也能直接保證其抗震能力的提高。在施工過程中,應(yīng)該積極加強施工人員的水平和能力,整個施工過程遵照相關(guān)設(shè)計,嚴(yán)格按相關(guān)法律法規(guī)執(zhí)行,認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)對待工作中每一個細(xì)節(jié),整體提高施工質(zhì)量。在施工監(jiān)理的過程中,碰到問題也應(yīng)及時提出并解決,避免造成遺漏留下安全隱患或是對后續(xù)工作展開造成困擾??刂坪檬┕べ|(zhì)量,不僅能使整個施工過程更有效率更規(guī)范,還能有效規(guī)避很多質(zhì)量上問題的產(chǎn)生,對于提高抗震能力更是有極大的推動作用。
3.4建筑結(jié)構(gòu)材料合理選擇
建筑結(jié)構(gòu)材料應(yīng)該盡可能選擇比較好的材料,這將直接決定建筑體的質(zhì)量,對抗震能力有直接作用。當(dāng)下有的施工部門為了牟取更大的利益,私自選用一些抗震能力方面不合格的材料,地基施工、混凝土澆筑等工序運用了這些材料,將對整個建筑的安全穩(wěn)定及抗震能力造成極大的威脅。為有效提高建筑結(jié)構(gòu)抗震能力,相關(guān)部分應(yīng)對材料嚴(yán)格把關(guān),審查合格后方可使用。
3.5對施工場地合理選取
在進行建筑結(jié)構(gòu)施工的場地選擇時,應(yīng)該盡可能避免容易發(fā)生泥石流或是山崖崩塌的地帶,其本身地理條件的不穩(wěn)定性不僅會對施工帶來很大的挑戰(zhàn),還會很大程度加大該建筑遭受災(zāi)害的可能性。在進行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計之前,相關(guān)人員應(yīng)該提前對涉及地區(qū)的地理條件極其周邊環(huán)境進行勘察,充分了解當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件,避開不穩(wěn)定地帶,選擇一個合適的場地開展設(shè)計施工,這也有利于建筑物防止遭受更大的損害。
4結(jié)論
地震的發(fā)生往往會引起建筑物特別是高層建筑物的損壞甚至倒塌,對人民的生命安全造成了極大的危害,同時也很大程度上造成了社會資源的浪費。因此在提高建筑結(jié)構(gòu)抗地震倒塌能力方面進行深入研究,不斷革新設(shè)計思想與方法,提高建筑結(jié)構(gòu)抗震能力具有極大的現(xiàn)實意義。相關(guān)人員應(yīng)保持提高抗震能力的意識,從建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計理念出發(fā),不斷加以更新完善,設(shè)計出實用且安全穩(wěn)定的建筑結(jié)構(gòu),并做好結(jié)構(gòu)材料以及施工質(zhì)量的把關(guān)工作等,才能從根本上提高抗震能力,為人們生命財產(chǎn)提供保障。
作者:陳雪桐 單位:新疆建筑科學(xué)研究院
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