摘要:建筑行業(yè)中,由于我國土地分布在陸地和海洋兩個大型地震帶交接的部分,在進行建筑的設(shè)計時,思考人防結(jié)構(gòu)的設(shè)計和抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計,是十分重要的兩個部分。本次研究主要分析人防結(jié)構(gòu)和抗震結(jié)構(gòu)之間所具備的差異性,在比較過程中對二者的結(jié)構(gòu)進行統(tǒng)合優(yōu)化,根據(jù)我國建筑行業(yè)發(fā)展的實際情況,對其實際應(yīng)用方式和應(yīng)用狀況進行整合研究,以求在實際應(yīng)用的過程中,能夠令建筑成本和建筑的安全性取得平衡。
關(guān)鍵詞:人防結(jié)構(gòu);抗震結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)設(shè)計;結(jié)構(gòu)比較
在構(gòu)建一個建筑設(shè)施之前,根據(jù)實際情況對其人防情況和抗震情況進行分析,設(shè)計出高效的人防結(jié)構(gòu)和抗震結(jié)構(gòu),是建筑工程中的一項重要的設(shè)計工作和環(huán)節(jié)。人防結(jié)構(gòu)能夠保證人民在戰(zhàn)爭災(zāi)害中的生命和財產(chǎn)安全,而我國的地理位置也決定了不能不考慮抗震結(jié)構(gòu)方面的因素。因此,如何將兩方面加以融合,在提高建筑物質(zhì)量的同時,降低因此而增加的成本費用,在取得經(jīng)濟效益的同時,保障其社會效益的實現(xiàn),對我國經(jīng)濟發(fā)展和建筑行業(yè)本身的發(fā)展而言,具有十分重要的意義。
1人防結(jié)構(gòu)設(shè)計與抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容
1.1人防結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容
在建筑行業(yè)中,人防結(jié)構(gòu)是指能夠?qū)?zhàn)爭事態(tài)產(chǎn)生一定作用,保障戰(zhàn)時人員和物資的隱蔽、指揮、醫(yī)療等作用的結(jié)構(gòu)設(shè)計。采用人防結(jié)構(gòu)的建筑,在平時可以用作地下商場、游樂場、會堂、影院劇院,甚至可以充作旅店的功用,但統(tǒng)一的特點是,均為地下建筑。雖然現(xiàn)階段已經(jīng)得到了很大的發(fā)展,但由于抗戰(zhàn)時期以及之后的經(jīng)驗,民間一般都將之稱呼為“防空洞”。人防工程按構(gòu)筑形式可分為地道工程、坑道工程、堆積式工程和掘開式工程;按戰(zhàn)時功能分為指揮通信工程、醫(yī)療救護工程、防空專業(yè)隊工程、人員掩蔽工程和其他配套工程。現(xiàn)階段我國主要采取的人防結(jié)構(gòu)設(shè)計,主要是掘開式和暗挖式兩種,但同時也會針對不同地區(qū)的地形地貌和人文特點進行調(diào)整[1],保證其穩(wěn)定性和強度,荷載承受力較高,不易變形。
1.2抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容
抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計與人防結(jié)構(gòu)設(shè)計相對應(yīng),針對的是地震情況下,對房屋建筑的保護能力。我國位于環(huán)太平洋火山地震帶和喜馬拉雅火山地震帶的交接位置,雖然從根本上來說,是一個發(fā)生地震的可能性較小的國家,但從唐山大地震到汶川地震,再到近年來不斷發(fā)生的各種地震情況來看,進行抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計仍然是十分必要的。我國對建筑進行規(guī)范和指導(dǎo)的文件以及法律法規(guī)的內(nèi)容,相對而言已經(jīng)比較完善,在遵守建筑工程標準的前提下,我國大多數(shù)的建筑都能夠具有較好的防震特性,在震級較高的情況下依然能夠保證建筑的大體完好。建筑工程的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計是按照重要性程度劃分的,對民用的建筑而言,大多數(shù)采用的是消能減震加固法[2]。
1.3人防結(jié)構(gòu)與抗震結(jié)構(gòu)內(nèi)容比較
人防結(jié)構(gòu)由于主要針對的是戰(zhàn)爭狀態(tài)的荷載能力,當國家處于戰(zhàn)爭狀態(tài)時,建筑會受到的損害主要還是炮彈和爆炸等問題,對荷載的要求相對來說比較低,這也導(dǎo)致了在人防結(jié)構(gòu)的設(shè)計中,一定程度的降低極限情況、降低防護要求的措施是可以允許的。但地震屬于自然災(zāi)害,一旦發(fā)生會受到更大的影響,因而在進行抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計時,其要求要遠比人防結(jié)構(gòu)的要求更高。
2人防結(jié)構(gòu)設(shè)計與抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計比較
2.1設(shè)計原則比較
從理論上來說,人防結(jié)構(gòu)設(shè)計與抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計之間,設(shè)計原則從根本上是一致的,都是避免房屋中的居住或使用人員受到外部條件的影響,而導(dǎo)致生命和財產(chǎn)受到威脅。二者之間的差別僅在于,人防結(jié)構(gòu)設(shè)計針對的是戰(zhàn)爭狀態(tài),抗震結(jié)構(gòu)針對的是自然災(zāi)害。因此,在設(shè)計原則上,基本不會出現(xiàn)過大的差距。也就是說,建筑結(jié)構(gòu)所需要選取的材料,都應(yīng)該是延性好、同時也能夠避免脆性破壞的類型,因此都需要遵循“強柱弱梁”和“強剪弱彎”兩個原則。它們強調(diào)的都是整體上的完整性,需要將每一個部件中都加強處理,避免由于一兩處細節(jié)上的失誤和問題而導(dǎo)致整體強度受到影響。
2.2設(shè)計方法比較
在設(shè)計方法方面,二者間有比較大的差別。人防設(shè)計在現(xiàn)階段主要采取的方法是等效靜荷載,采用合理的設(shè)計和合適的原料,做出最佳的方案來實行;但有效的抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法仍然在摸索中,這主要是由于地震災(zāi)害的不可預(yù)測性造成的,需要建筑即使遇到大型地震災(zāi)害發(fā)生,也能保證建筑不會倒塌、人員能夠及時撤離。因此,需要在人防結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,針對地區(qū)的情況,對建筑的設(shè)計方式進行調(diào)整。換句話說,在進行建筑設(shè)計之前,需要考慮的是人防結(jié)構(gòu)設(shè)計,而抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計是建立在人防結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上,對已經(jīng)完成的設(shè)計方案進行調(diào)整的。
2.3荷載情況比較
在荷載情況方面,二者采取的同樣都是偶然動荷載,設(shè)計時都以一次作用時間為基準進行的。人防荷載的動能量作用于外部表面,而動荷載則直接作用于構(gòu)件,具有破壞力大、作用時間短的特點。但地震荷載不同,它是間接的、偶然性的荷載,因此構(gòu)件的安全性會比較低,不太可能發(fā)生地基失效導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)破壞,因此設(shè)計時無需考慮人防結(jié)構(gòu)問題,這就導(dǎo)致在荷載方面,二者間的設(shè)計方案產(chǎn)生了一定的沖突[3]。
3實際應(yīng)用情況分析
在將二者間進行結(jié)合的實際應(yīng)用中,人防結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求結(jié)構(gòu)構(gòu)建的延性越大越好,嚴格地遵守強柱弱梁和強剪弱彎原則,調(diào)整使用部件的種類吸收荷載能量的作用,以提高建筑的整體承載能力?梢哉{(diào)整建筑方案和使用的原料,提高結(jié)構(gòu)上的穩(wěn)定。在此基礎(chǔ)上,對建筑采用有效的抗震結(jié)構(gòu)來進行建設(shè),例如采用框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)框架、板柱結(jié)構(gòu)等,對建筑方式進行調(diào)整,以提高建筑的防震能力。
4結(jié)束語
綜上所述,我國的建筑設(shè)計人員在進行建筑設(shè)計之前,加強人防結(jié)構(gòu)設(shè)計和抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計,是首先需要考慮的問題。如何將二者整合起來,在兼具二者特點的同時,降低成本上的消耗,兼顧社會效益和經(jīng)濟效益,正在成為建筑設(shè)計師必然面對的重大問題。本次研究將防結(jié)構(gòu)設(shè)計與抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則、設(shè)計方法以及荷載情況進行了比較,分析二者間的共通之處,研究實用過程中能夠兼顧二者的方式,對提高建筑的使用壽命提出了具有積極作用的意見。
參考文獻:
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