建筑結構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,地震現象在我國部分省份頻繁發生,而地震中發生的建筑安全事故的主要原因是建筑結構的抗地震倒塌能力不足。在對建筑進行結構設計時,其抗地震倒塌能力事關居民人身安全,自然應該放在首位考慮。隨著地震災害發生頻次的升高,建筑結構應具備更高水準的抗地震抗倒塌能力,才能有效保證建筑的穩固性,確保居民的安全,減少損失。本文就建筑結構抗地震倒塌能力的設計思想與方法展開分析,探討建筑結構在該方面的優化途徑。
關鍵詞:建筑結構;抗地震倒塌能力;設計思想;方法
地震是一種突發性強、破壞力大的自然災害。地震災害發生時,房屋倒塌是對人們生命財產造成威脅的主要原因,它也直接決定了地區受災程度。要從根源上減輕甚至避免對居民的傷害,就需要相關部門在對建筑結構進行設計時,提高建筑結構的抗地震能力和抗倒塌的能力。近年來,地震的頻發給抗地震倒塌能力的設計帶來了更大的問題和挑戰。所以在對建筑結構進行抗地震倒塌能力設計時就需要采用科學的方法與思想,保證整個建筑有更強的塑形與抗地震的能力,能較好吸收地震產生的破壞性能量。如此,才能真正意義上保證地震多發帶居民的人身安全。
1地震對建筑結構造成破壞原因
要提高建筑結構的抗地震倒塌能力,就必須清楚地震是如何對建筑結構造成破壞的,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,而地震產生的能量會對建筑結構造成以下四種形式的破壞:(1)導致建筑出現上下顛簸的情況;(2)使建筑物出現橫向擺動;(3)地震產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,導致房屋倒塌;(4)造成建筑結構的水平或者垂直方向的扭轉。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。地震發生時會產生強大的地震波,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,相應地也會產生三種力的作用,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的地震力,使建筑物在水平或者垂直方向上發生扭轉,直接導致坍塌。
2影響建筑結構抗震能力的因素
對于建筑結構抗地震倒塌能力來說,其影響因素是多方面的,任何一個設計施工細節的不到位,都可能是極大的安全隱患,以下列舉了幾點主要原因。
2.1建筑結構材料選擇
建筑結構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規范進行嚴格檢驗,對于提高建筑材料的安全穩定性,提高抗震能力有著至關重要的作用。特別是對于一些建筑結構的核心部分,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,必須進行細致嚴苛的審查,符合相關規范標準要求方可使用。
2.2建筑結構施工場地影響
建筑結構的施工場地的選擇也是影響其抗震能力的重要因素。在進行相關選址時,應該充分考察所選位置的周圍環境,主動避開容易發生地震或者易受地震滑坡侵害的地區,比如一些山崖崩塌的區域或者處于土質松動易發生山頂滑坡的山腳地帶等,減少遭受地震災害的頻率。
2.3建筑結構施工質量優劣
除了做好對建筑結構材料的選擇和建筑地址的確定工作,施工質量的好壞也會直接影響到抗震能力。所以在對建筑結構施工時,對每一個環節進行完善提升,特別是對于地基的基礎工作,比如地基的前期處理以及混凝土的澆筑工作等,確保其完成質量,力求每一個細節滿足工程要求,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構的穩定可靠性。
3提高建筑結構抗震倒塌能力的設計思想與方法
3.1改變設計思想
要使建筑結構的抗震能力有效地提高,就需要相關設計人員在抗震方面的設計思想上不能固步自封,需要不斷更新改進。在進行建筑結構的抗震設計時,設計人員應該重點考慮其抗震抗倒塌能力的優化提升,盡可能保證結構的規整,選用承載能力變化連續、平面對稱整齊以及質量變化合適的設計方法。為更好保證其抗震性能,設計人員不應只是追求建筑物的外部特點,充分應用抗震理念,科學合理地對建筑結構的每個部分進行設計,保證其整體性和穩定性,發揮出建筑結構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,相關人員還應該在建筑結構系統整體性上加強研究,對結構系統的穩固性、魯棒性等予以重視,對抗震結構科學設計,充分調動協調各個部件的作用,增強其整體性能。
3.2對建筑結構局部進行優化設計
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。所以設計人員在進行建筑結構設計時,應特別注意主體結構與其他構件的協調連接工作,特別是在后砌墻的連接環節和框架結構方面都需要認真分析研究,設計出一套適用合理的方案,整體提高建筑結構性能,優化設計。比如說,在對高層建筑進行框架結構設計時,相關設計人員應本著“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保證施工質量
對建筑結構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設計,嚴格按相關法律法規執行,認真嚴謹對待工作中每一個細節,整體提高施工質量。在施工監理的過程中,碰到問題也應及時提出并解決,避免造成遺漏留下安全隱患或是對后續工作展開造成困擾??刂坪檬┕べ|量,不僅能使整個施工過程更有效率更規范,還能有效規避很多質量上問題的產生,對于提高抗震能力更是有極大的推動作用。
3.4建筑結構材料合理選擇
建筑結構材料應該盡可能選擇比較好的材料,這將直接決定建筑體的質量,對抗震能力有直接作用。當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定及抗震能力造成極大的威脅。為有效提高建筑結構抗震能力,相關部分應對材料嚴格把關,審查合格后方可使用。
3.5對施工場地合理選取
在進行建筑結構施工的場地選擇時,應該盡可能避免容易發生泥石流或是山崖崩塌的地帶,其本身地理條件的不穩定性不僅會對施工帶來很大的挑戰,還會很大程度加大該建筑遭受災害的可能性。在進行建筑結構設計之前,相關人員應該提前對涉及地區的地理條件極其周邊環境進行勘察,充分了解當地的地質條件,避開不穩定地帶,選擇一個合適的場地開展設計施工,這也有利于建筑物防止遭受更大的損害。
4結論
地震的發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。因此在提高建筑結構抗地震倒塌能力方面進行深入研究,不斷革新設計思想與方法,提高建筑結構抗震能力具有極大的現實意義。相關人員應保持提高抗震能力的意識,從建筑結構的設計理念出發,不斷加以更新完善,設計出實用且安全穩定的建筑結構,并做好結構材料以及施工質量的把關工作等,才能從根本上提高抗震能力,為人們生命財產提供保障。
作者:陳雪桐 單位:新疆建筑科學研究院
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