建筑工程抗震设计与施工技术研究
张光皓
通辽经济技术开发区建设管理局 内蒙古通辽市 028001
一、抗震设计关键技术分析
(一)建筑构件的延性设计技术
延性设计作为抗震设计的重要技术手段,其核心目的是通过合理构造使建筑构件在地震荷载作用下能够产生一定的塑性变形,而非突然断裂失效,从而有效耗散地震能量并保持结构整体稳定。在设计过程中,关键构件如梁、柱及节点区域必须具备足够的延性储备,通过设置适宜的塑性铰区和加密配筋形式强化其非线性响应能力。构件材料的延性性能尤为关键,选用具有良好塑性指标的高强钢筋和高性能混凝土,可显著提高构件受力后的韧性表现。此外,截面设计与构造细节也需严格依据延性要求进行调整,如采用强柱弱梁体系、设置加厚节点区等措施,以确保在最大地震作用下,构件变形能力充分发挥并实现结构整体的抗震目标。
(二)减震与隔震技术应用
随着抗震技术的发展,减震与隔震装置在建筑工程中的应用逐渐成熟,其作用在于有效降低地震能量对建筑结构的直接冲击。减震技术主要通过安装耗能构件,使地震能量在结构响应过程中部分转化为热能或机械能,从而减少主结构承受的应力。如粘滞阻尼器和摩擦阻尼器等设备通过提供附加阻尼力,控制结构响应幅度与速度。隔震技术则通过在建筑基础与上部结构之间设置隔震层,例如橡胶支座或滑动支座等装置,改变地震能量传输路径,降低结构整体的振动响应。该类技术在医院、学校及大型公共建筑中尤为适用,能明显提升建筑物的功能保持能力与结构安全性。在设计实施过程中,应结合建筑物的使用功能、所处地震烈度区及结构体系特征,合理选型并优化布置方式,以达到抗震性能与经济性的平衡。
(三)构造细节的抗震处理措施
建筑构造细节的处理在抗震设计中扮演关键角色,其质量直接决定结构在地震荷载作用下的整体性与稳定性。细部构造处理包括节点区加固、梁柱连接方式、钢筋锚固长度、墙体与主体结构连接策略等多个方面。在节点设计中,应采用加密配筋、提高混凝土强度以及增设斜向构造钢筋等措施,使得节点区具备充分的延性与强度,防止脆性破坏。构造钢筋的合理配置不仅提升构件的刚度与承载力,也有助于控制裂缝扩展速度与方向,从而增强整体抗震能力。此外,墙体作为抗侧力构件,需保证其与框架体系之间实现有效连接,避免因接口薄弱导致滑移或坍塌现象。同时应关注楼板刚度对水平荷载分配的影响,确保结构变形协调性与整体稳定性,从而提升整栋建筑在强震作用下的抵抗能力。
二、抗震施工技术与控制措施
(一)施工材料质量控制
材料是抗震施工的基础保障,其性能直接影响建筑结构的可靠性与耐震能力。在施工阶段,须对混凝土、钢筋、砌体材料等主要建材实施全过程质量管理,确保其物理性能与工艺指标符合规范要求。混凝土在配合比设计时需充分考虑强度等级、弹性模量及耐久性要求,并根据气候条件与施工环境进行养护方案优化,以保障其成型质量。钢筋则必须经过拉伸试验与化学成分检测,确保其屈服强度、延伸率与焊接性能满足抗震设计的需求。对于砌体材料,则应加强尺寸精度与结构完整性的控制,避免因材料质量问题导致连接弱化或承载力下降。全过程的质量检测应贯穿原材料进场、施工工序实施及成品验收各个阶段,建立完善的技术监督体系,为建筑抗震性能提供稳定支撑。
(二)关键构件施工精度管理
关键构件的施工质量是建筑结构能否实现设计抗震目标的关键因素。施工过程中,应对梁柱节点、基础连接、抗震墙体等重点部位实施精度管理,确保其几何尺寸、配筋方式与施工工艺严格符合设计图纸要求。梁柱节点区域作为能量耗散与塑性发展集中地,应采用高强度混凝土材料与精确钢筋定位技术,并辅以构造加密措施,提升节点区抗震韧性。基础施工则应重视基础形式匹配与土体承载力的均匀性,防止因地基沉降差异造成结构失稳。在抗震墙体施工中,应加强与楼板及框架的连接处理,采用可靠的连接件和施工工艺,提升墙体抗剪能力与整体协同工作性能。全过程应建立施工巡查与技术复核机制,对关键环节实行实时监控与反馈调整,确保构件按设防目标达到应有水平。
(三)施工工艺与设备技术优化
施工工艺的科学安排与设备技术的合理选用是提高结构成型质量与抗震性能的重要保障。在施工组织设计中,应优先采用标准化与机械化施工技术,提升施工效率与操作精度。模板系统需具备足够刚度与稳定性,防止浇筑过程中的变形影响构件截面尺寸;钢筋加工设备需具备精密加工与自动定位功能,确保配筋位置准确无误;混凝土振捣机械应具备高频率与均匀振动能力,保证混凝土密实度与均质性。在高层建筑或复杂结构施工中,还应加强对施工缝的控制,合理设定浇筑时间与节点位置,防止因缝隙处理不当引发结构裂缝。同时,应建立技术交底制度与工序质量巡检机制,提升施工人员技术素养与工艺执行力,实现施工过程的持续优化与抗震性能的全面保障。
三、抗震设计规范发展与技术趋势
(一)设计标准的更新与国际对比
随着抗震工程技术的发展,抗震设计规范不断更新,设计方法日趋精细化与科学化。新规范引入性能化设计思想,强调结构在不同震级下的功能保持能力。与国际规范相比,现行标准在结构延性、材料性能与建筑功能保持方面已有提升,但仍需加强对高烈度区域与特殊结构的适应性研究。
(二)新型抗震材料与构造探索
高性能混凝土、纤维复合材料与智能耗能构件等新材料在抗震设计中的应用日益广泛。这些材料具备优良的力学性能与韧性指标,可提高结构的震后恢复能力。同时,采用模块化构造、预制构件与组装式建筑体系有助于提升施工效率与结构统一性,是未来抗震建筑的发展方向之一。
(三)数字化设计与仿真技术融合
建筑信息模型(BIM)与有限元仿真技术在抗震设计中具有重要作用。通过三维建模与动力响应分析,可精准预测结构在地震作用下的性能表现,优化设计方案。数字化手段还能实现施工过程模拟与质量监管,提升抗震工程的可控性与规范化水平,是推动抗震设计智能化的关键路径。
结语
本文围绕建筑工程中的抗震设计与施工技术进行了深入探讨,从抗震设计理论到施工技术研究,再到具体案例分析,全面剖析了抗震设计与施工在建筑工程中的重要性及其实际应用。通过本文的研究,我们深刻认识到,抗震设计与施工技术的合理应用,对于提高建筑物的抗震性能、保障人民生命财产安全具有重要意义。未来,随着科技的不断进步和抗震设计理论的不断完善,我们将继续探索更加高效、可靠的抗震设计与施工技术,为建筑工程的安全稳定提供有力保障。同时,我们也期待更多专业人士加入到这一领域的研究中来,共同推动抗震设计与施工技术的创新与发展。
参考文献
[1]易秉林, 王富伟. 建筑结构抗震设计及加固改造施工技术[J]. 工程建设与设计, 2024, (06): 130-132.
[2]王一铭. 高层建筑工程抗震设计中的相关问题分析[J]. 工程质量, 2024, 42 (03): 84-86+94 .
[3]邢栋. 结构抗震设计理论及其在建筑工程中的应用研究[J]. 居舍, 2023, (36): 103-106.