時(shí)間：2023-06-25 16:19:54
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【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)工程；抗震設(shè)計(jì)；理念；要點(diǎn)；作用
一、建筑結(jié)構(gòu)工程的抗震設(shè)計(jì)理念
我國(guó)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）對(duì)建筑的抗震設(shè)防提出"三水準(zhǔn)、兩階段"的要求，"三水準(zhǔn)"即"小震不壞，中震可修，大震不倒"。當(dāng)遭遇第一設(shè)防烈度地震即低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震時(shí)，結(jié)構(gòu)處于彈性變形階段，建筑物處于正常使用狀態(tài)。建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用。因此，要求建筑結(jié)構(gòu)滿足多遇地震作用下的承載力極限狀態(tài)驗(yàn)算，要求建筑的彈性變形不超過(guò)規(guī)定的彈性變形限值。當(dāng)遭遇第二設(shè)防烈度地震即相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的基本烈度地震時(shí)，結(jié)構(gòu)屈服進(jìn)入非彈性變形階段，建筑物可能出現(xiàn)一定程度的破壞。但經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用。因此，要求結(jié)構(gòu)具有相當(dāng)?shù)难有阅芰Γㄗ冃文芰Γ┎话l(fā)生不可修復(fù)的脆性破壞。
二.建筑結(jié)構(gòu)工程抗震設(shè)計(jì)的要點(diǎn)
1、建筑形體及構(gòu)件布置的規(guī)則性。平而不規(guī)則的主要類型有：扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、凹凸不規(guī)則、樓板局部不連續(xù)，具體可以體現(xiàn)到對(duì)結(jié)構(gòu)分析軟件的計(jì)算結(jié)果的分析判斷，如扭轉(zhuǎn)不規(guī)則，體現(xiàn)在：位移比不宜大于1.2且不應(yīng)大于1.5，周期比對(duì)于A級(jí)高度建筑不應(yīng)大于0.90豎向剛度不規(guī)則的主要類型有：側(cè)向剛度不規(guī)則、抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)、樓層承載力突變等，如側(cè)向剛度不規(guī)則就要求本層的側(cè)向剛度不小于相鄰上一層的70。及其上相鄰三個(gè)樓層側(cè)向剛度平均值的80。等。如設(shè)計(jì)結(jié)果不滿足，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)模型重新進(jìn)行分析，調(diào)整梁柱布置及截而，盡量做到使結(jié)構(gòu)規(guī)則。如確實(shí)滿足不了，則應(yīng)對(duì)薄弱部位進(jìn)行重點(diǎn)加強(qiáng)。如平而規(guī)則而豎向不規(guī)則的建筑，剛度小的樓層的地震剪力，規(guī)范要求乘以不小于1.15的增大系數(shù)。
2、提高抗震設(shè)計(jì)等級(jí)。研究表明，以地震災(zāi)害分析50年為一個(gè)分析周期，而小震的重現(xiàn)世間為50年，小震災(zāi)害已經(jīng)超過(guò)抗震設(shè)計(jì)安全烈度的概率為62%；中型地震的重現(xiàn)世間為475年，中震災(zāi)害已經(jīng)超過(guò)抗震設(shè)計(jì)安全烈度的概率為10%；大型地震的重現(xiàn)世間為2000年，大震災(zāi)害已經(jīng)超過(guò)抗震設(shè)計(jì)安全烈度的概率為2%。因此，一些建筑工程設(shè)計(jì)專家指出，我國(guó)地震多發(fā)地帶應(yīng)該及時(shí)提高建筑工程的抗震等級(jí)，嚴(yán)格控制建筑工程的抗震設(shè)計(jì)，確保建筑工程的抗震穩(wěn)定性。
3、控制建筑工程材料的質(zhì)量。建筑工程抗震性能除了會(huì)受到建筑工程體系、抗震防線及建筑施工方案等因素的影響之外在多數(shù)情況下還對(duì)建筑的施工材料產(chǎn)生極大地影響。通常，建筑材料強(qiáng)度、建筑材料剛度對(duì)建筑工程的抗震性能會(huì)產(chǎn)生很大的影響，而且還會(huì)受到來(lái)自建筑材料連續(xù)性及建筑材料均衡性的影響。所以在選取建筑工程材料過(guò)程中，一定要對(duì)建筑施工材料的延伸性和剛度進(jìn)行仔細(xì)、認(rèn)真考查，并且同時(shí)最大限度與建筑工程體系相符合建筑施工材料能得到確保。
4、重點(diǎn)部位重點(diǎn)設(shè)防。對(duì)于建筑中容易出問(wèn)題的環(huán)節(jié)，重要的環(huán)節(jié)可以人為的對(duì)其加強(qiáng)，如煤礦建筑井口房設(shè)計(jì)中，驅(qū)動(dòng)設(shè)置在井口房樓板上的情況，該區(qū)域振動(dòng)大、拉力大，并且與煤礦生產(chǎn)息息相關(guān)，設(shè)計(jì)中應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)。另外，破壞后容易引起大面積倒塌的構(gòu)件，也應(yīng)作加強(qiáng)處理。
5、軸壓比和短柱設(shè)計(jì)。在建筑工程抗震設(shè)計(jì)中，為了提高結(jié)構(gòu)的抗震性，需要減小柱的軸壓比，增大柱的截面尺寸。減小柱軸壓比的主要目的是為了使柱子處于大偏心受壓狀態(tài)，避免縱向受力鋼筋未達(dá)到受拉屈服而混凝土卻被壓碎的情況發(fā)生。由于柱的剛性強(qiáng)度比較高，使得整體結(jié)構(gòu)的延性就差，當(dāng)發(fā)生地震災(zāi)害時(shí)，結(jié)構(gòu)吸收地震能量和耗散能量就少，使得結(jié)構(gòu)很容易發(fā)生破壞。所以在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，通常采用強(qiáng)柱弱梁設(shè)計(jì)方法，且梁具有很好的延性，可以發(fā)生適量的變形，就會(huì)減少柱子進(jìn)入屈服強(qiáng)度的可能性，且在設(shè)計(jì)時(shí)可以適當(dāng)增大軸壓比。此外，許多高層建筑底層的柱子長(zhǎng)細(xì)比小于4，但不能依據(jù)長(zhǎng)細(xì)比小于4則判斷是短柱。因?yàn)槎讨拇_定因素是柱的剪跨比，只有柱的剪跨比小于等于2才是短柱。
三.建筑結(jié)構(gòu)工程中抗震設(shè)計(jì)的作用
1、降低地震對(duì)建筑的影響?，F(xiàn)最被工程界認(rèn)可的一個(gè)辦法是在建筑基礎(chǔ)與建筑的主體部分之間加設(shè)一個(gè)隔震層，有的設(shè)計(jì)師在建筑物的頂端部分加設(shè)一個(gè)"反擺"。此反擺的作用是能夠在地震時(shí)使建筑物的位移方向相反，降低了加速度，降低地震的作用。根據(jù)相關(guān)研究分析，如果對(duì)"反擺"設(shè)置合理，那么對(duì)降低地震作用的概率可達(dá)65%，也能最大限度地減少建筑物內(nèi)的物品受損程度。這一方式在國(guó)內(nèi)外正被廣泛地研究，并應(yīng)用到了實(shí)際的工程建筑中，取得了較好的成效。
2、保證建筑的剛度。在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，合理地設(shè)計(jì)和確定建筑物的剛度非常重要。因此首先要考慮到的是采用大量的鋼筋混凝土。主要是在已有的鋼筋混凝土之上使用"鋼結(jié)構(gòu)"對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步加層加固。加固分為兩種情況：a.如果所需要進(jìn)行加層的建筑結(jié)構(gòu)的體系是鋼結(jié)構(gòu)，而國(guó)家規(guī)定：上部是鋼結(jié)構(gòu)、下部是鋼筋混凝土兩種不同的體系結(jié)構(gòu)是不符合抗震規(guī)范的。b.假設(shè)屋蓋的部分是采用鋼結(jié)構(gòu)，而鋼筋混凝土仍然是作為整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力的主要體系，則必須根據(jù)相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。
3、提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震力。出于對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震功能的保證，在建筑結(jié)構(gòu)工程中要特別注意做到以下幾點(diǎn)：a.在建筑結(jié)構(gòu)工程中要考慮地基的穩(wěn)定性因素，挑選對(duì)抗震有益的地基，防止地基變形影響抗震功能；b.同一建筑結(jié)構(gòu)單元要設(shè)計(jì)在性質(zhì)一樣的地基上，要把地基最大潛力融入建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有利于發(fā)揮地基的抗震功能；c.建筑結(jié)構(gòu)工程盡量做到規(guī)則、對(duì)稱，以降低地震作用導(dǎo)致的建筑變形度以及避免地震作用力集中導(dǎo)致建筑扭曲的狀況發(fā)生；d.建筑的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要多加幾道抵抗防線，以提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震力，同時(shí)建筑結(jié)構(gòu)受力設(shè)計(jì)要明確，防止存在建筑結(jié)構(gòu)局部薄弱；e.最大程度的減少建筑結(jié)構(gòu)自身重量，從而減小建筑對(duì)地基的壓力，達(dá)到緩解地震沖擊作用對(duì)建筑體的影響力。
4、設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)明確規(guī)定，建筑的使用價(jià)值被區(qū)分成4個(gè)類別：甲乙丙丁。甲類和乙類建筑：當(dāng)抗震設(shè)防的烈度是6度～8度時(shí)，應(yīng)該符合本地的抗震設(shè)防再高1度；丙類建筑：丙類建筑的抗震措施以及抗震作用都應(yīng)該要符合本地的抗震設(shè)防要求；丁類建筑：在通常情況之下，地震措施可以相對(duì)于本地抗震設(shè)防的要求適度降低，但地震作用必須符合本地的抗震設(shè)防要求。
結(jié)束語(yǔ)
由于地震的不確定性和破壞性特點(diǎn)，因此在建筑結(jié)構(gòu)工程中應(yīng)用抗震設(shè)計(jì)體現(xiàn)了設(shè)計(jì)的安全概念以及對(duì)自然災(zāi)害的預(yù)防措施。隨著全球地震不斷頻發(fā)，為了更好的保護(hù)群眾的財(cái)產(chǎn)生命安全，建筑結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)尤為重要，建筑物的抗震設(shè)計(jì)必不可少，因此有必要對(duì)抗震設(shè)計(jì)的作用進(jìn)行分析，旨在提高建筑工程的質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)：
[1]宋海燕. 談抗震設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)工程中的應(yīng)用[J].山西建筑，2013（27）
[2]吳學(xué)榮. 高層建筑結(jié)構(gòu)工程方法與應(yīng)注意的問(wèn)題[J]. 建材與裝飾，2012（27）
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關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 安全性
一、 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的安全隱患
1、抗震度不夠
前幾年的汶川大地震及玉樹(shù)地震造成的損失足以說(shuō)明我國(guó)一些地方的建筑抗震性很差，未達(dá)到我國(guó)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。因此保證建筑物的抗震性能是減少地震發(fā)生時(shí)人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失的重要問(wèn)題。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中提高抗震設(shè)計(jì)水平是提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平的一個(gè)重要方面。關(guān)于建筑物的抗震性能設(shè)計(jì)，我國(guó)頒布了《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范 》，為我國(guó)的建筑抗震設(shè)計(jì)提供了依據(jù)?！?規(guī)范 》中規(guī)定：“小震(超越概率6 3％)不壞、中震(超越概率10％)可修、大震(超越概率2％)不倒”。而一些建筑公司領(lǐng)導(dǎo)對(duì)建筑物的抗震性能的重視程度不夠，導(dǎo)致了公司員工也不重視抗震性，尤其是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員。有些建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員對(duì)抗震設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)不透，設(shè)計(jì)過(guò)程中個(gè)別忽略抗震性原則，造成了建筑物施工過(guò)程僅僅是一個(gè)表而工程，而實(shí)質(zhì)是建筑物并不具有真正的抗震性能。這種現(xiàn)象在我國(guó)不少地區(qū)屢見(jiàn)不鮮。當(dāng)然我國(guó)地域遼闊，各個(gè)地區(qū)的情況不同，地震幾率與地震級(jí)別各有不同。不能恪守規(guī)則，不了解實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者要根據(jù)地區(qū)的實(shí)際狀況，選擇不同的抗震規(guī)范，以免造成不必要的浪費(fèi)。
2、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中偷工減料，鋼材不足導(dǎo)致功能減弱
一方而在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，一些建筑公司為節(jié)省開(kāi)支，獲取高額利潤(rùn)，過(guò)度節(jié)約鋼材等偷工減料，不重視建筑物的質(zhì)量及安全性，導(dǎo)致建筑物中鋼材等材料的性能減弱，進(jìn)一步導(dǎo)致建筑物的質(zhì)量不過(guò)關(guān)，安全性下降。我國(guó)對(duì)建筑物鋼筋的配筋率有明確的規(guī)定，建筑物的不同部位，其配筋率是不同的。建筑設(shè)計(jì)公司的設(shè)計(jì)人員要高度重視建筑物的配筋率，對(duì)施工過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督另一方面，一些小的建筑公司為節(jié)省開(kāi)支，使用中小城市現(xiàn)在還任發(fā)展的冷軋變形鋼筋。這種鋼筋強(qiáng)度高，脆性大，韌性小，且對(duì)建筑抗震不利，就是因?yàn)榭梢怨?jié)省鋼材，進(jìn)而節(jié)約開(kāi)支，所以，一些小建筑公司為牟取利益不惜不顧人們的生命安全使用不符合規(guī)定的鋼材。
3、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理
由于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)不足，導(dǎo)致其設(shè)計(jì)的建筑結(jié)構(gòu)不合理，存在安全隱患或其他問(wèn)題。(1)建筑方面。①布置豎向交通中心，確定樓梯、電梯的數(shù)量和布置方式，不能保證使用效率和防火安全。②內(nèi)外建筑裝修、構(gòu)造、用料和做法不適應(yīng)因風(fēng)力、地震、溫度變化等所引起的變形和安全問(wèn)題。(2)結(jié)構(gòu)方面。①?zèng)]有考慮高層建筑遇到巨大風(fēng)力和地震力時(shí)所產(chǎn)生的水平側(cè)向力。②沒(méi)有嚴(yán)格控制高層建筑體型的高寬比例，不能保證其穩(wěn)定性。③建筑平面、體型、立面的質(zhì)量和剛度不能保持對(duì)稱和勻稱，使整體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)。④不能妥善處理因風(fēng)力、地震、溫度變化和基礎(chǔ)沉降帶來(lái)的變形節(jié)點(diǎn)構(gòu)造。(3)設(shè)備和電氣方面。①設(shè)計(jì)供暖和給水排水系統(tǒng)時(shí)，沒(méi)有考慮因建筑高度增大的壓力，不能保證管道、爐片具有耐壓能力。有些設(shè)計(jì)者安全意識(shí)薄弱，只顧建筑設(shè)計(jì)的美觀而不顧建筑質(zhì)量，或者明知道公司要求的設(shè)計(jì)形式行不通，為了保住自己的飯碗而不提出異議，縱使悲劇上演。因此設(shè)計(jì)人員要人人自危，不能只考慮公司利益，也要切身為顧客考慮，學(xué)會(huì)換位思考。
二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中安全性的措施
2．1 提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員對(duì)抗震性能的重視意識(shí)
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是個(gè)系統(tǒng)、全面的工作，需要扎實(shí)的理論知識(shí)作為基本功，靈活刨新的思維和嚴(yán)肅認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度。設(shè)計(jì)人員要精益求精，重視每一個(gè)基本構(gòu)件的設(shè)計(jì)，并做到知其所以然，并深刻理解規(guī)范和章程的含義，密切配合建筑工程，在工作中做到事無(wú)巨細(xì)，善于反思和總結(jié)工作經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，為以后的工作積累經(jīng)驗(yàn)。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要轉(zhuǎn)換自己的陳舊思想，正確對(duì)待抗震性能的重要性，為人們的生命財(cái)產(chǎn)負(fù)責(zé)，發(fā)揮自己的主導(dǎo)作用，對(duì)工作負(fù)責(zé)，應(yīng)用自己的個(gè)人才智，控制建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性能水平，讓自己設(shè)計(jì)出來(lái)的作品體現(xiàn)自己的人本意識(shí)，積極配合國(guó)家以人為本的政策。
2.2 嚴(yán)格按照國(guó)家規(guī)定的建筑規(guī)范設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)
隨著建筑業(yè)進(jìn)一步的發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)越來(lái)越被重視。國(guó)家也出臺(tái)了一些相應(yīng)的規(guī)定。而一個(gè)國(guó)家的規(guī)定不僅僅是技術(shù)性的，還具有很強(qiáng)的政策性。而且這些規(guī)定是與時(shí)俱進(jìn)的，要不斷修改，我們不能僅僅滿足于過(guò)去的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。嚴(yán)格按照國(guó)標(biāo)設(shè)計(jì)、用料、施工(1)目前設(shè)計(jì)者應(yīng)該熟悉和掌握的與高層建筑消防電氣有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范主要有《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》、《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》。三部規(guī)范對(duì)高層建筑中一、二類建筑的劃分以及對(duì)火災(zāi)報(bào)警與消防聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)置與要求總體來(lái)講是一致的，但從各自不同角度三部規(guī)范也各有側(cè)重，有所區(qū)別。對(duì)設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，國(guó)標(biāo)是帶有強(qiáng)制性的，必需嚴(yán)格遵守，部標(biāo)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)服從國(guó)標(biāo)。
2.3開(kāi)展科研，創(chuàng)新設(shè)計(jì)軟件
工欲善其事，必先利其器，道理是顯然的。隨著建筑事業(yè)的發(fā)展，特別是現(xiàn)今建筑行業(yè)的快速發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容越來(lái)越復(fù)雜，難度越來(lái)越大。從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō)，我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)設(shè)計(jì)人員知識(shí)的深度和廣度有了更多的要求。在此種情況下，現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)程序已不能滿足設(shè)計(jì)人員的需求。同時(shí)計(jì)算機(jī)程序的內(nèi)容和功能直接影響結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平。有時(shí)為了解決生產(chǎn)問(wèn)題，配合軟件的能力，只能把計(jì)算過(guò)程簡(jiǎn)化以滿足計(jì)算程序的能力。所以，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑的安全性，首先耍開(kāi)發(fā)出一款高精度軟件，這就需要設(shè)計(jì)者和計(jì)算機(jī)程序?qū)I(yè)人員合作去完成軟件開(kāi)發(fā)，推新創(chuàng)新，不安于現(xiàn)狀，勇于承擔(dān)起這個(gè)任務(wù)。
參考文獻(xiàn)：
[1]朱鏡清．結(jié)構(gòu)抗震分析原理[M]．地震出版社，2002，l1．
近年來(lái)地震頻發(fā)，在震害中受損最嚴(yán)重的便是建筑。本文結(jié)合實(shí)際的設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中遇到的情況，提出在建筑工程中抗震設(shè)計(jì)及施工中應(yīng)注意的一些問(wèn)題和一些改進(jìn)建議
關(guān)鍵詞：建筑抗震設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)圈梁和構(gòu)造柱；剛度
唐山大地震、汶川大震動(dòng)、921臺(tái)灣大地震、2011年3月的日本大地震，讓人們一次次感受著大自然的威力與無(wú)情。我國(guó)位于環(huán)太平洋地震帶與歐亞地震帶之間，地震活動(dòng)頻度高、強(qiáng)度大、震源淺、分布也很廣。據(jù)有關(guān)機(jī)構(gòu)的調(diào)查統(tǒng)計(jì)，地震災(zāi)害中人員傷亡的90%是因?yàn)榉课莸牡顾斐傻?。所以在建筑物建設(shè)過(guò)程中應(yīng)該要重視建筑物的抗震設(shè)計(jì)，避免和減少地震發(fā)生時(shí)大量人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。
一、我國(guó)建筑工程中設(shè)計(jì)和施工中存在的問(wèn)題
（一）建筑工程中出現(xiàn)的設(shè)計(jì)問(wèn)題
1.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
城市住宅建筑中，房屋超高或超層情況常常出現(xiàn)，特別是底層為店面，上層為住房的建筑，高度很多都超過(guò)限值，片面追求室內(nèi)大空間的需求。不論農(nóng)村還是城市，建筑的底層或頂層采用混雜結(jié)構(gòu)體系的情況時(shí)有出現(xiàn)，即鋼筋砼內(nèi)框架結(jié)構(gòu)只在在底層或頂層部分采用，有些建筑是將構(gòu)造柱和圈梁局部加大當(dāng)作框架結(jié)構(gòu)。有的設(shè)計(jì)者為追求房屋布局，設(shè)計(jì)時(shí)出現(xiàn)了縱、橫墻沿平面布置不能對(duì)齊或墻體沿豎向布置上下不連續(xù)等等情況。
2.抗震計(jì)算
在建筑抗震設(shè)計(jì)中，很多設(shè)計(jì)者沒(méi)有做抗震承載力計(jì)算，加上某些設(shè)計(jì)者工程經(jīng)驗(yàn)比較缺乏，使相近的建筑采用的砌體強(qiáng)度等級(jí)差距比較大。我國(guó)現(xiàn)在是以設(shè)計(jì)烈度7度為防震設(shè)計(jì)的設(shè)防起點(diǎn)。其中高層建筑抗震設(shè)防規(guī)定應(yīng)符合：甲類建筑應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度計(jì)算，其值應(yīng)按批準(zhǔn)的地震安全性評(píng)價(jià)結(jié)果確定。乙、丙類建筑應(yīng)按照地區(qū)抗震設(shè)防烈度計(jì)算。
3. 設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)理念
我國(guó)建筑設(shè)計(jì)人員對(duì)抗震設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)理念較為滯后。日本在建筑設(shè)計(jì)和施工中對(duì)抗震有三種構(gòu)造概念：耐震、制震和免震。耐震為最普通級(jí)別，主要用在低層建筑中。制震則是讓建筑物在地震晃動(dòng)中，集中在一個(gè)地方造成損害，但其他地方不會(huì)發(fā)生損毀。耐震其中一種做法是在建筑物中放置阻尼器，讓這個(gè)部分吸收地震能量，從而保護(hù)建筑物本身。免震成本過(guò)高，在實(shí)際運(yùn)用上不是很多。
（二）建筑工程的施工問(wèn)題
1.人員施工技藝差異
施工過(guò)程中施工人員技術(shù)參差不齊，易造成施工方法不當(dāng)；施工單位偷工減料，澆筑砼強(qiáng)度不夠，梁柱配筋不夠。例如框架柱的砼強(qiáng)度和配筋不足，導(dǎo)致實(shí)際軸壓比會(huì)超限，柱子的抗彎抗剪能力下降，使房屋出現(xiàn)整幢傾倒，柱子折斷和壓饋的情況。施工工藝上出現(xiàn)不完善，例如箍筋錨固差，無(wú)加密區(qū)等，對(duì)構(gòu)造柱砼約束很不好，使構(gòu)造柱在受到地震能量沖擊時(shí)出現(xiàn)壓屈、壓饋等情況。構(gòu)造柱施工是先砌墻后澆筑，在砌墻過(guò)程中，由于砂漿和碎磚常掉入構(gòu)造柱底部，而構(gòu)造柱內(nèi)的施工垃圾又不宜清理，如果不打掃干凈就會(huì)造成柱子澆筑后連接不好。在構(gòu)造柱澆筑過(guò)程中，施工人員有時(shí)振動(dòng)捧插入不到位，振搗不夠，混凝土不密實(shí)，就會(huì)出現(xiàn)蜂窩和露筋現(xiàn)象。
2.施工過(guò)程中各專業(yè)、設(shè)計(jì)者與施工者缺乏溝通
建筑設(shè)計(jì)中各專業(yè)的設(shè)計(jì)者之間、設(shè)計(jì)者與施工者之間溝通和協(xié)調(diào)情況較差。造成各專業(yè)之間的“撞車(chē)”，例如：因?yàn)橐獫M足墻體表面的美觀要求，強(qiáng)弱電設(shè)計(jì)通常采用暗敷管線，施工方會(huì)鑿墻開(kāi)槽用于在預(yù)埋管線，特別是管線比較密集的地方，對(duì)墻體更是損傷較大。豎向管線會(huì)使墻體形成通縫，橫向管線會(huì)造成墻體截面尺寸不足，其對(duì)房屋的抗震效果影響不言而喻。
二、建筑工程中抗震設(shè)計(jì)和施工中問(wèn)題的改進(jìn)
（一）設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中的改進(jìn)
1.選擇合理的修建地址。選擇對(duì)抗震有利的地段，如堅(jiān)硬土，質(zhì)地均勻的中硬土。避開(kāi)軟土，滲水土，非巖質(zhì)的陡坡，河岸邊坡的邊緣地帶等。嚴(yán)禁在危險(xiǎn)的地段修建。
2.設(shè)計(jì)人員應(yīng)提高設(shè)計(jì)水平，正確選擇用抗震設(shè)防烈度，強(qiáng)調(diào)概念設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)體系合理。還要重視抗震計(jì)算，建筑設(shè)計(jì)除了要進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算、建筑節(jié)能計(jì)算外，同樣要重視抗震計(jì)算。通過(guò)計(jì)算數(shù)據(jù)來(lái)判斷抗震薄弱環(huán)節(jié)，使抗震計(jì)算和概念設(shè)計(jì)相統(tǒng)一。
3.建筑的平面布置、立面外觀造型設(shè)計(jì)和抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置宜規(guī)則、對(duì)稱。對(duì)體型復(fù)雜、平面不規(guī)整的建筑，要在適當(dāng)?shù)牟糠衷O(shè)置防震縫。例如設(shè)防烈度為8度和9度時(shí)，在房屋的立面高差、錯(cuò)層較大、質(zhì)量及剛度不同時(shí)，應(yīng)該利用防震縫把建筑結(jié)構(gòu)分割成平面和體形規(guī)整的多個(gè)獨(dú)立部份。這樣就能減少地震時(shí)附加扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。
4.設(shè)計(jì)中應(yīng)該增強(qiáng)多層結(jié)構(gòu)房屋的剛度和整體性。例如建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜均勻變化，墻體沿豎向面罩上下應(yīng)連接；豎向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的截面和材料強(qiáng)度等級(jí)自下而上要逐漸減少，避免抗側(cè)力構(gòu)件的承載力的突變。增加樓板對(duì)縱向和橫向墻體的約束作用。這樣構(gòu)造柱，縱向橫向墻體、樓板就構(gòu)起了一個(gè)整體，增強(qiáng)了建筑的空間整體剛度，從而提高房屋的抗震性能。
5.合理設(shè)置結(jié)構(gòu)圈梁和構(gòu)造柱。對(duì)橫墻較多的多層建筑，要設(shè)置構(gòu)造柱；對(duì)橫墻較少的多層建筑應(yīng)根據(jù)房屋增加一層或兩層后的層數(shù)，設(shè)置構(gòu)造柱。對(duì)橫墻承重或縱橫墻共同承重的裝配式鋼筋砼樓或屋蓋的多層建筑，應(yīng)該要設(shè)置圈梁；對(duì)于隔開(kāi)間或每開(kāi)間設(shè)置構(gòu)造多層建筑，應(yīng)沿設(shè)有構(gòu)造柱的橫墻及內(nèi)、外縱墻在每層樓蓋和屋蓋處都設(shè)置閉合的圈梁。這樣就使圈梁在平面內(nèi)形成連通閉合的網(wǎng)絡(luò)與構(gòu)造柱連接在一起對(duì)墻體及平面進(jìn)行約束，提高墻體的抗剪能力和堅(jiān)向剛度，是有效的抗倒塌措施。
6.提高砌筑砂漿的強(qiáng)度等級(jí)。底層砂漿等級(jí)相對(duì)于頂層的等級(jí)要有所提高，承重墻等級(jí)相對(duì)于非隨重墻的有所提高，樓梯間墻體等級(jí)相對(duì)于其它墻體要有所提高。
7.與相關(guān)專業(yè)設(shè)計(jì)人員有效溝通把暗敷管線設(shè)計(jì)做到盡可能周全。不要二次開(kāi)鑿對(duì)墻體造成傷害，使砌體的剛性強(qiáng)度有突變，從而讓建筑的整體抗震性受到影響。
（二）建筑工程施工環(huán)節(jié)問(wèn)題的改進(jìn)
在地基的處理，換填土方不能違反施工操作規(guī)程和設(shè)計(jì)要求。上海閔行區(qū)“蓮花河畔景苑”小區(qū)一棟13層在建樓房就是因?yàn)槭┕と藛T換填土方時(shí)違反操作規(guī)程導(dǎo)致樓房整體傾倒。在澆筑砼柱和砌筑墻體時(shí)，砌筑材料必須滿足設(shè)計(jì)及施工規(guī)范要求；構(gòu)造柱與砌體間拉結(jié)筋數(shù)量、長(zhǎng)度、規(guī)格必須符合設(shè)計(jì)要求。構(gòu)造柱澆筑過(guò)程必須按操作規(guī)范，否則會(huì)造成構(gòu)造柱與墻體連接較差，降低了建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震能力。施工過(guò)程中混凝土的配制過(guò)程必須嚴(yán)格控制，其標(biāo)號(hào)必須達(dá)到設(shè)計(jì)要求，否則構(gòu)造柱、圈梁等混凝土強(qiáng)度等級(jí)就達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。未經(jīng)設(shè)計(jì)單位同意更不能隨意改動(dòng)設(shè)計(jì)圖紙。在工程后期土建專業(yè)與給排水、電氣專業(yè)相互配合，不能隨意對(duì)墻體進(jìn)行二次開(kāi)鑿。
關(guān)鍵詞：安全醫(yī)院?結(jié)構(gòu)安全?非結(jié)構(gòu)安全?抗震設(shè)計(jì)
過(guò)去幾十年來(lái)，全球氣候惡化，生態(tài)失衡，地震颶風(fēng)海嘯等自然災(zāi)害頻發(fā)，工業(yè)、交通事故不斷，傳染病肆虐，社會(huì)矛盾引發(fā)的惡性事件時(shí)有發(fā)生，對(duì)醫(yī)療設(shè)施的應(yīng)急反應(yīng)提出新的要求。安全醫(yī)院成為新一時(shí)期醫(yī)院建設(shè)高度關(guān)注的重要領(lǐng)域。
一、安全醫(yī)院的概念
世界衛(wèi)生組織和泛美衛(wèi)生組織對(duì)安全醫(yī)院的定義是：“在自然災(zāi)害發(fā)生期間和緊接著的階段依然能夠在自身的基礎(chǔ)設(shè)施之上提供服務(wù)并全面運(yùn)轉(zhuǎn)的醫(yī)療機(jī)構(gòu)”?？偟恼f(shuō)來(lái)，在應(yīng)急救援系統(tǒng)中各級(jí)醫(yī)院設(shè)施要在發(fā)生各類突發(fā)事件中，有備無(wú)患；醫(yī)院的建筑結(jié)構(gòu)與各系統(tǒng)能在第一時(shí)間響應(yīng)，投入緊急救援；工作人員應(yīng)訓(xùn)練有素，具備從容應(yīng)對(duì)的能力，能及時(shí)發(fā)揮救死扶傷的關(guān)鍵作用。
在減災(zāi)行動(dòng)中，醫(yī)院由于其本身具有提供事關(guān)生命的功能服務(wù)特點(diǎn)，他們高水平的到位率以及他們?cè)诎l(fā)生災(zāi)害情況下所承擔(dān)的角色，對(duì)醫(yī)院的安全性規(guī)劃與設(shè)計(jì)提出相應(yīng)的高要求。
重大災(zāi)害的應(yīng)急救援具有很強(qiáng)的時(shí)間概念，即所謂急救的黃金時(shí)間。例如，美國(guó)馬里蘭州急救系統(tǒng)將災(zāi)難急救分為三個(gè)階段，提出三階段時(shí)間概念。
第一階段，災(zāi)難發(fā)生后6h以內(nèi)；第二階段，災(zāi)難發(fā)生后6h～48h；第三階段，災(zāi)難發(fā)生后48h以上。
因此在發(fā)生突發(fā)事件形成災(zāi)害的情況下，醫(yī)院需要具有較高的抗風(fēng)險(xiǎn)能力并在最短時(shí)間內(nèi)以最快速度投入救災(zāi)抗險(xiǎn)的行動(dòng)之中。
二、安全醫(yī)院的內(nèi)容
在發(fā)生各種突發(fā)事件時(shí)引發(fā)的公共衛(wèi)生事件需要醫(yī)院做出應(yīng)急反應(yīng)，及時(shí)開(kāi)展醫(yī)療救治。在現(xiàn)代社會(huì)中這種醫(yī)療救治需要多專業(yè)、多學(xué)科、多部門(mén)全面協(xié)作，是一項(xiàng)系統(tǒng)化的協(xié)同配合過(guò)程，其內(nèi)容也包括多個(gè)方面，有信息系統(tǒng)安全、結(jié)構(gòu)安全、非結(jié)構(gòu)系統(tǒng)安全、生物安全與環(huán)境安全，這幾個(gè)方面都相互影響，規(guī)劃設(shè)計(jì)處理得當(dāng)它們之間可以互相支撐，處理不當(dāng)有可能相互牽扯影響功能發(fā)揮。
安全醫(yī)院研究包括醫(yī)院設(shè)計(jì)的全過(guò)程，既包括傳統(tǒng)的安全概念范圍作安全防范，如醫(yī)療設(shè)施內(nèi)消防安全、患者安全等，也包括非傳統(tǒng)安全的防范，例如：自然災(zāi)害、工業(yè)交通事故、傳染病、惡意暴力攻擊等。涵蓋環(huán)境安全、建筑安全、結(jié)構(gòu)安全、給排水安全、電氣安全、信息安全、醫(yī)療氣體安全、射線防護(hù)、施工安全等各個(gè)方面。
下面就我們近年承擔(dān)的“國(guó)內(nèi)綜合醫(yī)院的安全性設(shè)計(jì)與研究”課題，針對(duì)有關(guān)地震安全的內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)述。
三、 醫(yī)院建筑的結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)安全
針對(duì)地震災(zāi)害發(fā)生時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)分析，需要將醫(yī)院建筑中的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)與非結(jié)構(gòu)系統(tǒng)加以分析，分別采取措施予以防范。
醫(yī)院建筑的安全設(shè)計(jì)涉及面非常廣，結(jié)構(gòu)系統(tǒng)部分通常由結(jié)構(gòu)工程師通過(guò)計(jì)算分析進(jìn)行設(shè)計(jì)，而非結(jié)構(gòu)部分，則由建筑師、機(jī)電工程師或室內(nèi)設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)確定，由結(jié)構(gòu)工程師協(xié)助核算，有些設(shè)備則由使用者自行購(gòu)置安放。
結(jié)構(gòu)部分：房屋中承受重力荷載、地震荷載、風(fēng)荷載、雨荷載以及其他類型荷載的部分；梁、板、柱、桁架、支撐承重墻（承受房屋重量和（或）側(cè)力的墻體）；基礎(chǔ)（如筏式基礎(chǔ)、獨(dú)立基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)）等。
非結(jié)構(gòu)部分：房屋中結(jié)構(gòu)部分以外的其他各個(gè)部分，以及房屋內(nèi)部的陳設(shè)；隔斷墻、墻體飾面、天棚（吊頂）、門(mén)窗燈具等各種陳設(shè)；計(jì)算機(jī)、空調(diào)機(jī)、電視機(jī)等各種電器設(shè)備和辦公用設(shè)備；公用系統(tǒng)各類管線以及系統(tǒng)設(shè)備，如鍋爐、壓力容器、變壓器、發(fā)電機(jī)、中央空調(diào)機(jī)組、換熱器、水泵、醫(yī)療氣體機(jī)組等。
（一）醫(yī)院建筑的結(jié)構(gòu)安全
與其他公共建筑的結(jié)構(gòu)安全性要求相類似，建筑結(jié)構(gòu)的安全設(shè)計(jì)需要依照我國(guó)的相應(yīng)規(guī)范執(zhí)行。
采用不規(guī)則的平面與體型的建筑，將可能在地震力的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)與扭曲，對(duì)建筑物造成不利影響而引起破壞。因此，在平面與體型規(guī)劃與設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量選擇規(guī)則平面，采用簡(jiǎn)潔體型并使其剛度均勻，不發(fā)生突變以避免在發(fā)生地震時(shí)產(chǎn)生破壞（圖1、表1）。
至今為止，建筑抗震設(shè)計(jì)仍然只由結(jié)構(gòu)專業(yè)工程師負(fù)責(zé)，而實(shí)際上對(duì)于單體建筑抗震設(shè)計(jì)而言，建筑師與結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)當(dāng)共同承擔(dān)責(zé)任，在房屋體型的確定與非結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，建筑師負(fù)有更為重要的責(zé)任。
醫(yī)院建筑由于其功能的特殊要求，需要具備有較大的改造靈活性。在近期的醫(yī)院建設(shè)中已較少采用磚混結(jié)構(gòu)（小規(guī)模的單層、二層鄉(xiāng)鎮(zhèn)醫(yī)療設(shè)施除外），多數(shù)采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土框架剪力墻結(jié)構(gòu)。近年來(lái)也陸續(xù)出現(xiàn)一些采用鋼結(jié)構(gòu)的醫(yī)院建筑，如北京醫(yī)院新建的病房樓工程、北京人民醫(yī)院新病房樓等。
為了緩解地震力對(duì)醫(yī)院建筑的沖擊，在日本、美國(guó)等多地震國(guó)家出現(xiàn)了一批采用減震墊設(shè)計(jì)的醫(yī)院建筑。與傳統(tǒng)隔震技術(shù)相比，新型橡膠墊隔震技術(shù)對(duì)保護(hù)建筑物結(jié)構(gòu)與非結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、保護(hù)建筑安全發(fā)揮良好性能。
我國(guó)采用減震墊技術(shù)的醫(yī)院實(shí)例，如北京301醫(yī)院的9051工程，該工程病房樓采用國(guó)產(chǎn)減震墊，已建成并投入使用，成為我國(guó)首座采用此技術(shù)的醫(yī)院（圖2）。
（二）醫(yī)院建筑的非結(jié)構(gòu)體系安全
建筑的非結(jié)構(gòu)部分可以分為兩類。一類是對(duì)側(cè)位移敏感的非結(jié)構(gòu)部件，如天棚、高的隔墻、豎向管道、建筑的飾面。由于他們與房屋建筑的結(jié)構(gòu)有多種連接，所以它們隨著房屋整體變形而變形，其破壞取決于房屋的層間位移。另一類是對(duì)加速度敏感的非結(jié)構(gòu)部件，包括機(jī)械和電氣非結(jié)構(gòu)構(gòu)件、鍋爐、壓力容器、變壓器、發(fā)電機(jī)、空調(diào)機(jī)組等。辦公室的分隔墻、重的家具、貯架、書(shū)架，通常置于樓地面上或與樓地面連接。
1.醫(yī)院建筑的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件
隔墻、女兒墻和突出構(gòu)件、圍護(hù)墻、玻璃窗、幕墻、樓梯、燈具等。
公用設(shè)施，如電氣照明系統(tǒng)、供水排水系統(tǒng)、采暖空調(diào)系統(tǒng)、醫(yī)療氣體系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)通風(fēng)、IT系統(tǒng)、電梯等。
以上設(shè)備的損毀有可能造成人員傷亡，建筑中斷，造成財(cái)產(chǎn)損失，在以往歷史經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)中，非結(jié)構(gòu)修復(fù)費(fèi)用約為房屋總修復(fù)費(fèi)用的40%～70%，必須予以重視。
例如，1994年美國(guó)北嶺地震時(shí)只有2%的房屋遭到嚴(yán)重破壞，損失約20億美元，但直接間接經(jīng)濟(jì)損失卻高達(dá)440億美元。
2.醫(yī)院中關(guān)鍵醫(yī)療裝備的安全
除了上述與維持建筑物正常運(yùn)營(yíng)的結(jié)構(gòu)與非結(jié)構(gòu)構(gòu)件之外，醫(yī)院中的一些重要醫(yī)療裝備也是醫(yī)院持續(xù)發(fā)揮生命維持與救治所必不可少的。為此需要了解哪些是緊急情況下醫(yī)院需要展開(kāi)進(jìn)行的主要醫(yī)療活動(dòng)，來(lái)確定關(guān)鍵醫(yī)療裝備重要性的順序。
表2是1996年墨西哥國(guó)際醫(yī)療設(shè)施減災(zāi)會(huì)議中由R.Boroschek等人提出的。
對(duì)于發(fā)生抗災(zāi)救治所涉及的功能活動(dòng)科室必要時(shí)需要臨時(shí)調(diào)整一些門(mén)診、辦公室甚至?xí)h室、入口廳等作為緊急救治使用。
根據(jù)以上可以大致了解醫(yī)療中需要重點(diǎn)防范震害的關(guān)鍵醫(yī)療設(shè)備的先后順序。
對(duì)建筑非結(jié)構(gòu)體系的抗震設(shè)防，2010年新版《建筑設(shè)計(jì)規(guī)范》分別在13.3建筑非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的基本抗震措施以及13.4建筑附屬機(jī)電設(shè)備支架的基本抗震措施中做出了規(guī)定。
參照美國(guó)統(tǒng)一建筑規(guī)范UBC的規(guī)范，在13.4條文中列出以下幾種情況下可不考慮抗震設(shè)防要求。
① 重力不起過(guò)1.8KN的設(shè)備；
② 內(nèi)徑小于2.5mm的燃?xì)夤艿篮蛢?nèi)徑小于60mm的電氣配置；
③ 矩形截面面積小于0.38O和圓形直徑小于0.70m的風(fēng)管；
④ 吊桿計(jì)算長(zhǎng)度不超過(guò)300mm的吊桿懸掛管道。
對(duì)照醫(yī)院的實(shí)際情況進(jìn)行分析：
① 醫(yī)院中有許多大型醫(yī)療設(shè)備整體或分件組裝，單體或部件重量小于1.8KN，例如以上設(shè)備儀器有的雖然整體或部件重量小于1.8KN但在應(yīng)急救援中，需要及時(shí)投入使用，不能中斷，有必要采取抗震措施以保證維持其基本正常運(yùn)行。
還有些大型高端醫(yī)療設(shè)備，如受損代價(jià)昂貴，建議在布局以及綜合考慮隔震裝置，減少震害造成損失。包括如直線加速器，γ刀，電子顯微鏡等等。
② 醫(yī)院內(nèi)配置有醫(yī)療氣體系統(tǒng)管道，包括氧氣、吸引在手術(shù)區(qū)域，還有氦氣、笑氣、二氧化碳等，這些醫(yī)療氣體系統(tǒng)用于支持開(kāi)展手術(shù)、急診搶救以及重癥監(jiān)護(hù)，各類管道內(nèi)徑大多數(shù)小于25mm，但作為生命支持系統(tǒng)的一部份，受到損毀將嚴(yán)重影響醫(yī)院救治功能。
③ 醫(yī)院中的風(fēng)管尤其是生物潔凈區(qū)域的風(fēng)管，面積或圓形截面小于規(guī)范規(guī)定，但這些部門(mén)的生物潔凈空調(diào)是保證維持醫(yī)療搶救、施展外科手術(shù)、手術(shù)生物安全環(huán)境的需要，受到損毀將影響手術(shù)的正常開(kāi)展。
④ 醫(yī)院建筑中，各類工程管網(wǎng)類別較多，醫(yī)療功能部門(mén)密集的醫(yī)院科室部門(mén)層高要求門(mén)診、住院部門(mén)高度高、管網(wǎng)密集，以吊桿懸掛管道的吊桿長(zhǎng)度往往超過(guò)300mm，如不設(shè)防將構(gòu)成地震時(shí)對(duì)上述各個(gè)系統(tǒng)安全的威脅。
根據(jù)以上分析，醫(yī)療設(shè)施特別是綜合性大型醫(yī)院、三級(jí)醫(yī)院因?yàn)榫哂锌篂?zāi)救災(zāi)功能，在《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》GB50223-2008已列入防災(zāi)救災(zāi)建筑類別，對(duì)于其所配置重要醫(yī)療設(shè)備、儀器以及工程管網(wǎng)建議分別采用抗震防震技術(shù)措施，減少發(fā)生意外災(zāi)害時(shí)的潛在破壞風(fēng)險(xiǎn)，提高其安全性。
一些抗震防震的構(gòu)造做法，見(jiàn)圖3～圖6。
四、結(jié)束語(yǔ)
關(guān)鍵詞：開(kāi)關(guān)產(chǎn)品；抗震性能；設(shè)計(jì)
1 開(kāi)關(guān)產(chǎn)品在地震時(shí)最易損壞的結(jié)構(gòu)
開(kāi)關(guān)產(chǎn)品在地震中90%的損壞來(lái)自瓷件，其中敞開(kāi)式隔離開(kāi)關(guān)典型損壞為支柱絕緣子折斷及傾斜，位置主要在根部法蘭與瓷件接觸面附近；少油斷路器為套管根部折斷、漏油等為主，多油及空氣開(kāi)關(guān)為套管折斷或漏油及傘裙碎裂等，SF6瓷柱式開(kāi)關(guān)以滅弧室下支撐絕緣子根部折斷為主，罐式斷路器和GIS的損傷程度較小，也以充氣套管根部折裂及傘裙碎裂較為常見(jiàn)。另外還不同程度存在因地基沉降[2]、開(kāi)裂等原因?qū)е麻_(kāi)關(guān)傾斜、倒伏、變形，應(yīng)力局部集中導(dǎo)致的漏氣及電接觸不良等也較為普遍。當(dāng)然，在運(yùn)行時(shí)硬質(zhì)連接母線，也會(huì)因永久變形或相鄰設(shè)備損毀，對(duì)設(shè)備產(chǎn)生強(qiáng)大破壞性拉力，產(chǎn)生瓷件根部斷裂等問(wèn)題。
2 開(kāi)關(guān)產(chǎn)品抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
在各類開(kāi)關(guān)產(chǎn)品的抗震設(shè)計(jì)中，最為重要的應(yīng)是支撐設(shè)計(jì)；設(shè)備本身的穩(wěn)定性和設(shè)備強(qiáng)震下的安全，主要取決于支撐類型；常見(jiàn)的產(chǎn)品鋼架支撐有一字形單立柱支撐、門(mén)形支撐、A字形支撐、方形支撐等；各類支撐在開(kāi)關(guān)承重設(shè)計(jì)選型時(shí)，主要考慮強(qiáng)度及韌性兩個(gè)因素，一方面增加強(qiáng)度設(shè)計(jì)的余度可保證耐受強(qiáng)震能量；另一方面，如單點(diǎn)或多點(diǎn)一字形支撐，留有一定的韌性形變余度，如同木制房屋震后損毀程度遠(yuǎn)小于磚石房屋震后損毀程度一樣，反而不易在震后產(chǎn)生永久變形，危及上端設(shè)備安全。
絕緣子支撐件在地震中為主要易損件，折斷部位通常為根部與金屬件連接部位，同樣道理，如果帶有一定錐度，根部的剪切強(qiáng)度將有望增加2.5～3.5倍，在開(kāi)關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)可作為抗震結(jié)構(gòu)使用；其根部金屬件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可一方面多設(shè)加強(qiáng)筋，一方面加大上端面圓角設(shè)計(jì)，減少電暈，通過(guò)改善電場(chǎng)防止絕緣件根部老化及緩慢酸腐蝕等間接提高瓷件長(zhǎng)期運(yùn)行下的強(qiáng)度。
在各類開(kāi)關(guān)中，因產(chǎn)品類型不同，重心的位置有高有低，而低位重心的產(chǎn)品類型抗震能力較佳；如GIS為多點(diǎn)落地布置，整個(gè)產(chǎn)品高度通常相對(duì)于長(zhǎng)寬，近乎匍匐于地表，整體的抗震能力最強(qiáng)，罐式斷路器重心較低，支撐截面大，抗震穩(wěn)定性僅次于GIS；而瓷柱式SF6斷路器、少油斷路器、敞開(kāi)式隔離開(kāi)關(guān)等開(kāi)關(guān)類產(chǎn)品，因重心較高，且瓷件使用量大，抗震能力相對(duì)較差。
同類產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，通過(guò)加大底座重量、降低支撐高度等，設(shè)法降低產(chǎn)品重心，減小設(shè)備在地震時(shí)的實(shí)際擺幅等，也可適當(dāng)提高抗震能力。
開(kāi)關(guān)產(chǎn)品的抗震能力除產(chǎn)品自身外，還與其安裝所在的預(yù)埋基礎(chǔ)、運(yùn)行位置等有關(guān)，一方面，在強(qiáng)震中，預(yù)埋基礎(chǔ)的抗震能力直接決定了上端產(chǎn)品的抗震能力，使得產(chǎn)品的抗震能力、運(yùn)行期間的固定方式等受到制約，合理設(shè)定預(yù)埋基礎(chǔ)的抗震設(shè)防等級(jí)和類型，也是開(kāi)關(guān)抗震保護(hù)的重要環(huán)節(jié)。近幾年在電站就位安裝中，產(chǎn)品高位安裝的趨勢(shì)也不利于開(kāi)關(guān)產(chǎn)品的抗震。
3 開(kāi)關(guān)產(chǎn)品減震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
開(kāi)關(guān)產(chǎn)品的減震結(jié)構(gòu)通常有加裝阻尼器及減震層等設(shè)計(jì)[1]，其中阻尼器可裝至支架上，適合各類敞開(kāi)式開(kāi)關(guān)使用；設(shè)計(jì)原理多樣；因成本低，滾球、吊球型阻尼結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性較好；因地震擺幅頻率比鉛球雙向滾動(dòng)頻率高，所以有一定質(zhì)量的鉛球，會(huì)因慣性作用滯后滾動(dòng)，起到一定的阻尼作用，同時(shí)運(yùn)動(dòng)也可消耗掉一部分地震能量，減少震害帶來(lái)的破壞性能量；鉛球的重量較大，易形成產(chǎn)品整體的中心下移，對(duì)抗震能起到一定作用。
4 抗震設(shè)計(jì)計(jì)算
地震設(shè)計(jì)時(shí)負(fù)載通?？砂凑蛰d荷風(fēng)速：V=10m/s、風(fēng)壓：W=0.0625Kn/m3、以及結(jié)構(gòu)阻尼比2%等設(shè)計(jì)；地震工況載荷可按照常風(fēng)風(fēng)載+導(dǎo)線拉力*0.7+自重+地震水平加速度+地震垂直加速度考慮。以瓷柱式開(kāi)關(guān)為例：
負(fù)荷參數(shù)
水平方向地面加速度：AG5：ZPA=5m/s2（0.5g），阻尼比取2%。DASAPW計(jì)算地震響應(yīng)譜時(shí)的輸出如下：
高地震水平（0.5g）所使用的IEEE693-2005規(guī)范地震響應(yīng)譜公式如下：
f is in Hz
DASAPW軟件使用的地震響應(yīng)譜計(jì)算的具體公式與步驟是：
求出結(jié)構(gòu)的固有頻率及正則振型：
求出正則振型的個(gè)數(shù)，應(yīng)滿足X、Y、Z三個(gè)方向的地震載荷參與質(zhì)量大于90%的要求。
第j階振型{？準(zhǔn)j}關(guān)于質(zhì)量陣[M]歸一：{？準(zhǔn)j}T[M]{？準(zhǔn)j}=1，自然有{？準(zhǔn)j}T[M]{？準(zhǔn)j}=？棕2j。
對(duì)每階振型{？準(zhǔn)j}，根據(jù)對(duì)應(yīng)的固有頻率fj和阻尼，從地震反應(yīng)譜曲線a（f）求出其地震動(dòng)力放大系數(shù)？茁j=？琢（fj）/設(shè)計(jì)基本地震加速度a0。
j階振型D方向地震反應(yīng)位移{uj}D：
（1）
式中：？棕j：第j階固有圓頻率=2？仔fj；a0：設(shè)計(jì)基本地震加速度（ms-2）；{？準(zhǔn)j}T：第j階振型的轉(zhuǎn)置；[M]： 結(jié)構(gòu)有限元質(zhì)量矩陣（kg）；{E}：?jiǎn)挝坏卣鹗噶?。地震方向?qū)?yīng)的線位移自由度對(duì)應(yīng)行上的值為1，其余行為0；qD：地震響應(yīng)的振型參與系數(shù)（即程序輸出中的參與系數(shù)）；qs：靜力解的振型參與系數(shù)。
若求出的最高階固有頻率超過(guò)33Hz，某個(gè)方向的地震載荷參與質(zhì)量仍小于90%，對(duì)于高階截尾振型，使用靜力地震載荷考慮其地震響應(yīng)貢獻(xiàn)。高階截尾振型靜力地震載荷為：
（2）
所有振型D方向地震反應(yīng)位移用平方和的平方根疊加：
（3）
式中i：結(jié)構(gòu)位移矢量的第i個(gè)分量。
水平（X或Y）與豎直Z方向地震反應(yīng)位移用平方和的平方根組合：
（4）
式中D：指（X和Z）或（Y和Z）。
應(yīng)力計(jì)算
用第j階振型在D 方向的地震反應(yīng)位移{uj}D，求出對(duì)應(yīng)的應(yīng)力■■S■■，其中N為某個(gè)結(jié)點(diǎn)，K 為某個(gè)應(yīng)力分量。用平方和的平方根疊加所有振型的應(yīng)力：
（5）
最后，將水平（X或Y）與豎直Z方向的地震應(yīng)力用平方和的平方根組合總應(yīng)力■■S：
（6）
式中： D：指（X和Z） 或（Y和Z）。
（X，Z）、（Y，Z）分別與其它載荷（風(fēng)載、導(dǎo)線拉力、自重）產(chǎn)生的應(yīng)力按絕對(duì)值求和組合應(yīng)力，找出最大應(yīng)力設(shè)計(jì)校核。
傳給基礎(chǔ)的地震力，用各點(diǎn)的mi?ai求合力與合力作用點(diǎn)，ai考慮高階截尾振型貢獻(xiàn)，即按公式（2）中刪掉各項(xiàng)中的因子矩陣[M]后的表達(dá)式為高階振型產(chǎn)生的加速度矢量。
GIS的計(jì)算也是類似，以共箱式145kV產(chǎn)品為例：
抗震敏感部件幾何特征尺寸
風(fēng)速V=10m/s、基本風(fēng)壓？棕0=V2/1600=0.0625kN/m2，地震地面水平方向加速度0.5g，豎直Z方向0.25g。
地震響應(yīng)譜：
A：X+Z向地震+X向風(fēng)載：
套管支架（梁?jiǎn)卧苯铀愠龅慕Y(jié)果）：FX=1166N，F(xiàn)Z=4832N。
設(shè)備質(zhì)心結(jié)點(diǎn)的加速度ax=9.58m/s2，az=5.132m/s2，質(zhì)心高度Z=1.928m，質(zhì)量M=5154kg，所以傳給基礎(chǔ)的水平剪力為FX=Max=49375N，豎直力FZ=Maz=26450N，彎矩MY=FX×1.928=95195Nm。保守起見(jiàn)分配到斷路器支架和避雷器支架。兩種支架的距離為4.07m。使用靜力平衡得出：
斷路器支架：FX=0.5×49375=24688N，F(xiàn)Z=0.5×26450+95195/4.07=36614N
避雷器支架：FX=24688N，F(xiàn)Z=36614N
T型罐和隔離開(kāi)關(guān)支架單獨(dú)計(jì)算：質(zhì)心加速度ax=6.11m/s2，az=3.48m/s2，質(zhì)心高度Z=0.82m。支架X方向跨度1.732m，T型罐和隔離開(kāi)關(guān)質(zhì)量M=670kg。
T型罐和隔離開(kāi)關(guān)支架：ax=Max=670×6.11=4094N
FZ=2×{0.5×M×az+Fx×Z/1.732m}=6208N。
B：Y+Z向地震+Y向風(fēng)載：
套管支架（梁?jiǎn)卧苯铀愠龅慕Y(jié)果）：FY=5886N，F(xiàn)Z=932N。
設(shè)備質(zhì)心5126結(jié)點(diǎn)的加速度ay=10.43m/s2，az=3.94m/s2，質(zhì)心高度Z=1.928m，質(zhì)量M=5154kg，所以傳給基礎(chǔ)的水平剪力為FY=May=53756N，豎直力FZ=Maz=20307N，彎矩MX=FY×1.928=103641Nm。保守起見(jiàn)分配到斷路器支架和避雷器支架，使用靜力平衡得出：
斷路器支架：FY=0.5×53756N=26878N
FZ=0.5×20307N+2×0.5×MX/0.536m
=10154N+193360N=203514N
避雷器支架：FY=0.5×53756N=26878N
FZ=0.5×20307N+2×0.5×MX/0.75m
=10154N+138188N=148342N
T型罐和隔離開(kāi)關(guān)支架單獨(dú)計(jì)算：質(zhì)心加速度ay=6.47m/s2，az=2.98m/s2，質(zhì)心高度Z=0.82m。支架Y方向跨度0.827m，T型罐和隔離開(kāi)關(guān)質(zhì)量M=670kg。
T型罐和隔離開(kāi)關(guān)支架：FY=M×ay=670×6.47=4335N，
FZ=2×{0.5×M×az+FY×Z/0.827m}=10594N。
5 結(jié)束語(yǔ)
盡管目前的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，專門(mén)因抗震更改設(shè)計(jì)的不多見(jiàn)，且近幾年252kV及以上電壓等級(jí)的新站在強(qiáng)震中基本無(wú)開(kāi)關(guān)損壞，可看出近幾年開(kāi)關(guān)產(chǎn)品的抗震能力有所加強(qiáng)，但產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)還有很多工作可以完善，強(qiáng)度設(shè)計(jì)余度還可進(jìn)一步放大，高強(qiáng)度電瓷產(chǎn)品及復(fù)合套管的應(yīng)用等，也將有助于開(kāi)關(guān)產(chǎn)品抗震能力的提高；抗震能力的計(jì)算、試驗(yàn)也應(yīng)更多的落實(shí)到各個(gè)產(chǎn)品中去，相信在未來(lái)還會(huì)有更多更好的抗震開(kāi)關(guān)產(chǎn)品得到使用和推廣。
參考文獻(xiàn)
[1]關(guān)志成，劉瑛巖，周運(yùn)翔.絕緣子及輸變電設(shè)備外絕緣（1版）[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006，1.
關(guān)鍵詞：非結(jié)構(gòu)構(gòu)件；建筑非結(jié)構(gòu)構(gòu)件；建筑附屬機(jī)電設(shè)備
[ Abstract ] This article designs on the building non structural components and subsidiary mechanical and electrical equipment these two kinds of non structural components, elaborates the basic computational requirements and seismic measures, and summarizes the design experience, to avoid and reduce the vibration damage.
[ Key words ] non structural components ;building non structural components; building subsidiary mechanical and electrical equipment
中圖分類號(hào)：TB482.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)：2095-2104（2012）
前言
我們對(duì)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震問(wèn)題要有充分的了解，能夠針對(duì)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的具體類型，采取據(jù)有針對(duì)性的設(shè)計(jì)方案，采取加強(qiáng)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全性措施，進(jìn)一步加強(qiáng)和細(xì)化非結(jié)構(gòu)構(gòu)件節(jié)點(diǎn)的細(xì)部設(shè)計(jì)。由于非結(jié)構(gòu)構(gòu)件不屬于主體結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)和施工中很容易被忽視，使用中在地震作用下是很容易破壞的構(gòu)件，它會(huì)造成巨大的危害。如，在5.12的汶川地震中，有許多非結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地震中首先倒塌傷人、砸壞設(shè)備、破壞主體結(jié)構(gòu)，造成大量人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。筆者根據(jù)多年的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)歷，淺談一下非結(jié)構(gòu)構(gòu)件在設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的幾個(gè)問(wèn)題，以期能夠引起注意。
1.非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的定義與分類
所謂非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，是指一般不屬于主體結(jié)構(gòu)的構(gòu)件，具體包括建筑非結(jié)構(gòu)構(gòu)件和建筑附屬機(jī)電設(shè)備兩大類。其中建筑非結(jié)構(gòu)構(gòu)件又分為三類，第一類為附屬結(jié)構(gòu)構(gòu)件（如，女兒墻、雨篷、高低跨封墻等），第二類為裝飾物（如，貼面、頂棚、懸吊重物等），第三類為非結(jié)構(gòu)墻體（如，內(nèi)隔墻、圍護(hù)墻、框架填充墻等）。建筑附屬機(jī)電設(shè)備指為現(xiàn)代建筑使用功能服務(wù)的附屬機(jī)械、電氣構(gòu)件、部件和系統(tǒng)，主要包括電梯、照明和應(yīng)急電源、通信設(shè)備，管道設(shè)備，采暖和空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)，煙火監(jiān)測(cè)和消防系統(tǒng)，公用天線等。
2.設(shè)計(jì)基本計(jì)算要求
建筑結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算時(shí)，應(yīng)計(jì)入非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的影響。非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的地震作用，除了自身質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力外，還有支座間相對(duì)位移產(chǎn)生的附加作用，二者同時(shí)組合計(jì)算。非結(jié)構(gòu)構(gòu)件因支承點(diǎn)相對(duì)水平位移產(chǎn)生的內(nèi)力，可按該構(gòu)件在位移方向的剛度乘以規(guī)定的支承點(diǎn)相對(duì)位移計(jì)算。非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的地震作用效應(yīng)和其他荷載效應(yīng)的基本組合，按結(jié)構(gòu)構(gòu)件的有關(guān)規(guī)定計(jì)算；幕墻需計(jì)算地震作用效應(yīng)與風(fēng)荷載效應(yīng)的組合；容器類應(yīng)計(jì)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的溫度、工作壓力等產(chǎn)生的作用效應(yīng)。地震作用計(jì)算時(shí)，應(yīng)計(jì)入支承于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的女兒墻，工藝設(shè)備，管道，電纜橋架等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重力。支承非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，應(yīng)按非結(jié)構(gòu)構(gòu)件地震作用效應(yīng)作為附加作用對(duì)待，并滿足連接件的錨固要求。建筑附屬設(shè)備（含支架）的體系自振周期大于0.1S且其重力超過(guò)所在樓層重力的10%時(shí)，進(jìn)入整體結(jié)構(gòu)模型的抗震設(shè)計(jì)。7~9度時(shí)，電梯井的預(yù)埋件，自重超過(guò)1.80KN或其體系自振周期大于0.1S的設(shè)備支架、基座及預(yù)埋件需要進(jìn)行抗震驗(yàn)算。屋頂通風(fēng)器的連接部位，其水平地震作用效應(yīng)宜乘以增大系數(shù)1.5。突出建筑物頂層的屋頂小間、女兒墻等，其水平地震作用效應(yīng)宜乘以增大系數(shù)3。增大部分的作用不應(yīng)往下傳遞。采用振型分解法時(shí)，突出屋面部分可作為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)。汽機(jī)房屋架與柱頂采用鉸接連接時(shí)，屋架端部及柱連接支座桿件地震作用效應(yīng)宜乘以地震增大系數(shù)，當(dāng)框排架平面計(jì)算時(shí)取2.0；當(dāng)驗(yàn)算屋架與柱子連接點(diǎn)焊縫和螺栓的抗剪強(qiáng)度時(shí)，其每端地震作用效應(yīng)增大系數(shù)宜按以下規(guī)定取值。①對(duì)于焊接，宜取該跨柱支座桿件地震作用效應(yīng)乘以增大系數(shù)2，再乘以加強(qiáng)系數(shù)1.5。②對(duì)于螺栓連接，宜取該跨柱支座桿件地震作用效應(yīng)乘以增大系數(shù)2，再乘以加強(qiáng)系數(shù)1.2。
3.各類非結(jié)構(gòu)構(gòu)件在抗震設(shè)計(jì)中要注意的主要問(wèn)題和應(yīng)采取的措施
我們對(duì)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震問(wèn)題要有充分的了解，能夠針對(duì)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的具體類型，采取有針對(duì)性的設(shè)計(jì)方案，采取加強(qiáng)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全性措施，進(jìn)一步加強(qiáng)和細(xì)化非結(jié)構(gòu)構(gòu)件節(jié)點(diǎn)的細(xì)部設(shè)計(jì)。第一類為附屬結(jié)構(gòu)構(gòu)件，如女兒墻、雨篷、高低跨封墻等構(gòu)件。主要抗震問(wèn)題是防止倒塌，采取的措施是加強(qiáng)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的整體性，并使之與主體結(jié)構(gòu)可靠錨固連接。防震縫處女兒墻應(yīng)留有足夠的寬度，縫兩側(cè)的自由端應(yīng)予以加強(qiáng)。第二類為裝飾物，如貼面、頂棚、懸吊重物等。主要抗震問(wèn)題是防止脫落和裝飾的破壞，采取的主要措施是同主體結(jié)構(gòu)可靠連接。各類頂棚的構(gòu)件與樓板的連接件，應(yīng)能承受頂棚、懸掛重物和有關(guān)機(jī)電設(shè)施的自重和地震附加作用；其錨固的承載力應(yīng)大于連接件的承載力。對(duì)重要的貼面和裝飾，也可采用柔性連接，既使主體結(jié)構(gòu)在地震作用下有較大變形，也不致將貼面和裝飾損壞。第三類為非結(jié)構(gòu)墻體，如內(nèi)隔墻、圍護(hù)墻、框架填充墻等。根據(jù)材料的不同和同主體結(jié)構(gòu)的連接條件，它們可能對(duì)主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同程度的影響，如：①減小主體結(jié)構(gòu)的自振周期，增大結(jié)構(gòu)的地震作用。②改變主體結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度分布，從而改變地震作用在各結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的內(nèi)力分布狀態(tài)。③填充墻防止局部高度范圍內(nèi)形成短柱，以免地震時(shí)發(fā)生柱的脆性破壞。④墻長(zhǎng)大于5m時(shí)，墻頂與梁有拉結(jié)；墻長(zhǎng)大于8m或?qū)痈?倍時(shí)，要設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱；墻高超過(guò)4m時(shí)，墻體半高設(shè)置與柱連接且沿墻全長(zhǎng)貫通的鋼筋混凝土水平系梁。⑤樓梯間和人流通道的填充墻，應(yīng)采用鋼絲網(wǎng)砂漿面層加強(qiáng)。⑥煙道、風(fēng)道、垃圾道等不應(yīng)削弱墻體。當(dāng)墻體被削弱時(shí)，應(yīng)對(duì)墻體采取補(bǔ)強(qiáng)措施。附屬機(jī)電設(shè)備及支架等這些設(shè)備通過(guò)支架與建筑物連接，要求設(shè)備的支架要有足夠的剛度和強(qiáng)度，并與建筑物應(yīng)有可靠的連接和錨固，使設(shè)備在遭遇設(shè)防烈度的地震影響后能夠迅速恢復(fù)運(yùn)行。建筑附屬機(jī)電設(shè)備不應(yīng)設(shè)置在可能導(dǎo)致其使用功能發(fā)生障礙等二次災(zāi)害的部位。對(duì)于有隔震裝置的設(shè)備，應(yīng)注意其強(qiáng)烈振動(dòng)對(duì)連接件的影響，支架設(shè)計(jì)時(shí)要防止設(shè)備系統(tǒng)和建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生諧振現(xiàn)象。管道、電纜豎井、風(fēng)管和設(shè)備的洞口設(shè)置，應(yīng)減少對(duì)主要承重構(gòu)件的削弱，洞口邊緣應(yīng)有補(bǔ)強(qiáng)措施。建筑附屬機(jī)電設(shè)備的基座或連接件應(yīng)能將設(shè)備地震作用全部傳遞到主體結(jié)構(gòu)上。主體結(jié)構(gòu)用以固定建筑附屬機(jī)電設(shè)備預(yù)埋件、錨固件的部位，應(yīng)采取加強(qiáng)措施，以承受附屬機(jī)電設(shè)備傳給主體結(jié)構(gòu)的地震作用。
4.對(duì)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件在抗震設(shè)計(jì)時(shí)的具體對(duì)策
我們要根據(jù)非結(jié)構(gòu)構(gòu)件不同類型、工程所處的不同環(huán)境區(qū)別對(duì)待：①做好細(xì)部構(gòu)造，讓非結(jié)構(gòu)構(gòu)件成為抗震結(jié)構(gòu)的一部分，在計(jì)算分析時(shí)，充分考慮非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的質(zhì)量、剛度、強(qiáng)度和變形能力。②與第①條相反，在結(jié)構(gòu)做法上防止非結(jié)構(gòu)構(gòu)件參與工作，抗震設(shè)計(jì)時(shí)只考慮其質(zhì)量，不考慮其強(qiáng)度和剛度，從而加大了非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震可靠性。③防止非結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地震作用下出平面倒塌。④對(duì)裝飾要求高的建筑選用適合的抗震結(jié)構(gòu)形式，主體結(jié)構(gòu)要有足夠的結(jié)構(gòu)剛度，以減小主體結(jié)構(gòu)的變形量，使之符合規(guī)范要求，避免由于主體破壞導(dǎo)致裝飾破壞。⑤加強(qiáng)建筑附屬機(jī)電設(shè)備支架與主體結(jié)構(gòu)的連接與錨固，避免由于連接牢固引起的次生災(zāi)害。
5.總結(jié)
雖然非結(jié)構(gòu)構(gòu)件不屬于主體結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)時(shí)也很容易忽視。但作為工程技術(shù)人員應(yīng)該將非結(jié)構(gòu)構(gòu)件與主體結(jié)構(gòu)放在同等重要的程度對(duì)待，提高對(duì)它的重視程度。只要我們不斷加強(qiáng)業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)，提高設(shè)計(jì)水平，嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范設(shè)計(jì)和施工，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地震中造成的危害是可以減小和避免的。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：風(fēng)電場(chǎng)升壓站站區(qū)布置建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案
1、梨樹(shù)溝升壓站建設(shè)規(guī)模
梨樹(shù)溝風(fēng)電場(chǎng)規(guī)劃總裝機(jī)容量為200MW，本期梨樹(shù)溝風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)2×49.5MW，計(jì)劃2012年投產(chǎn)。風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的建設(shè)，對(duì)于改善當(dāng)?shù)仉娏ο到y(tǒng)的能源結(jié)構(gòu)、減少燃煤發(fā)電廠的環(huán)境污染有著重要的意義。風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)不僅具有較好的發(fā)展前景，同時(shí)對(duì)于地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展也具有十分重要的意義。
2、 站區(qū)總布置與交通運(yùn)輸
2.1 站區(qū)總體規(guī)劃
1）站址地形地貌：站址區(qū)域地形起伏，均為丘陵地貌。北側(cè)自然地面高程315.72-312.61m，南側(cè)地自然地面高程309.44-308.3m，西側(cè)自然地面高程為315.72-309.44m，東側(cè)自然地面高程312.61-308.3m。站區(qū)南北高差較大。
2）交通運(yùn)輸：在升壓站東側(cè)圍墻大門(mén)新建4.5米寬瀝青道路60米，與原有鄉(xiāng)道銜接。該站址交通運(yùn)輸方便，具備建筑施工和設(shè)備運(yùn)輸?shù)囊蟆?/p>
升壓站周?chē)鷽](méi)有居民和村莊，本站的建設(shè)不會(huì)影響當(dāng)?shù)鼐用竦纳睢?/p>
3）升壓站規(guī)模：升壓站66千伏1回出線，35千伏4回出線，本期工程一次建成，站址周?chē)_(kāi)闊，進(jìn)出線方便。
4）供水方式：站外打水，鋪設(shè)管道供水。站區(qū)排水采用場(chǎng)區(qū)自然排水和地下管道排水方式，將雨水和生活污水排至升壓站圍墻外的截水溝和排水溝中。
5）根據(jù)水文氣象報(bào)告，站區(qū)不受百年一遇洪澇水的影響。
2.2 站區(qū)總平面布置
1） 擬建升壓站東側(cè)短邊圍墻與指北針順時(shí)針5°布置，圍墻內(nèi)占地面積100×72.5=7250㎡，圍墻總長(zhǎng)度345米，進(jìn)站道路60米，征地寬度11米，進(jìn)站道路征地面積：660㎡。征地面積為圍墻外4米，北側(cè)圍墻護(hù)坡征地面積為圍墻外8米，站址征地面積為：8870㎡。
2）生產(chǎn)樓布置在站址的南側(cè)，生活樓布置在站址的北側(cè)，兩個(gè)附屬建筑布置在東側(cè)大門(mén)入口處的兩側(cè)。
升壓站大門(mén)布置在站區(qū)的東側(cè)。
3）建筑物、構(gòu)筑物之間的安全距離，按照火災(zāi)危險(xiǎn)性類別及最低耐火等級(jí)劃分，其間距均滿足《變電所總布置設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定。
站區(qū)設(shè)計(jì)的道路兼做消防通道，道路內(nèi)緣半徑為9米，消防車(chē)可順利通至各建、構(gòu)物所在場(chǎng)地。
2.3 豎向布置
1）豎向布置方式：本工程配電裝置場(chǎng)地南北方向設(shè)置0.5%坡度，東西方向不設(shè)坡。
2）站區(qū)場(chǎng)地雨水排放采用自然排水和組織排水兩種方式排水，站區(qū)南北放坡0.5%，雨水通過(guò)圍墻南側(cè)排水坑，排至站外排水溝；事故排油池等通過(guò)地下管道排至站外排水溝。
3、 建筑
3.1 生產(chǎn)建筑物
1）生產(chǎn)樓建筑物平面呈東西方向一字形布置，是一棟南北朝向建筑物。
按各專業(yè)提出的用房功能要求，結(jié)合升壓站運(yùn)行特點(diǎn)：采用有人值守的運(yùn)行方式，平面布置有繼電保護(hù)室、消防器材室、會(huì)議室、辦公室、監(jiān)控室、衛(wèi)生間。繼電保護(hù)室、監(jiān)控室室內(nèi)凈高3米。
2）建筑物外墻采用涂料罩面，墻體采用ESP保溫板的節(jié)能墻體，勒腳采用蘑菇石罩面，內(nèi)墻采用刮大白刷乳膠漆，建筑物采用保溫輕鋼彩板坡屋頂，外門(mén)采用不銹鋼平開(kāi)門(mén)，窗采用中空節(jié)能窗（單框雙玻璃平開(kāi)塑鋼窗），房間內(nèi)門(mén)采用實(shí)木門(mén)，配門(mén)鎖。
3）35千伏屋內(nèi)配電裝置室布置在主變與無(wú)功補(bǔ)償裝置中間，按照電氣專業(yè)提出的用房功能，層高定為5.8米。外墻采用涂料罩面，墻體采用ESP保溫板的節(jié)能墻體，勒腳采用蘑菇石罩面，內(nèi)墻采用刮大白刷乳膠漆，建筑物采用平屋頂，外門(mén)采用不銹鋼平開(kāi)門(mén)，窗采用中空節(jié)能窗（單框雙玻璃平開(kāi)塑鋼窗）。
3.2 建筑物的節(jié)能
本站建筑物采用外墻保溫節(jié)能方式。由于本站地處東北，冬季嚴(yán)寒，風(fēng)雪較大，按照國(guó)家電網(wǎng)“兩型一化”的要求，可以采用保溫輕鋼彩板坡屋頂。
4、 結(jié)構(gòu)
4.1 設(shè)計(jì)主要技術(shù)依據(jù)
工程地質(zhì)資料
地抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)地震基本加速度值為0.10g，設(shè)計(jì)地震分組為第一組。場(chǎng)地內(nèi)無(wú)可液化土層。標(biāo)準(zhǔn)凍結(jié)深度1.40米。持力層強(qiáng)風(fēng)化花崗巖。
4.2 生產(chǎn)建筑結(jié)構(gòu)
1）生產(chǎn)樓和35千伏配電裝置室的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全等級(jí)為二級(jí)，設(shè)計(jì)使用年限為50年，站址區(qū)域地震基本烈度為7度，根據(jù)最新建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中有關(guān)規(guī)定，生產(chǎn)樓抗震設(shè)防類別為乙類，地震作用按7度進(jìn)行抗震計(jì)算，按8度采取抗震構(gòu)造措施。
2）生產(chǎn)樓為二層框架結(jié)構(gòu)，粉煤灰磚填充墻，現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁板柱。
35千伏配電裝置室單層框架結(jié)構(gòu)，粉煤灰磚填充墻，現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁板柱。
3）本工程生產(chǎn)樓和35千伏配電裝置室按照規(guī)程、規(guī)范的要求，不需要設(shè)置伸縮縫、沉降縫和抗震縫。
4）生產(chǎn)樓地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)。本工程生產(chǎn)樓處在填方處，需做毛石加深處理，基礎(chǔ)采用混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)，基礎(chǔ)坐在持力層上，并且基礎(chǔ)埋深需要在凍土深度以下。
4.3屋外配電裝置構(gòu)（支）架
1）本工程屋外配電裝置構(gòu)（支）架分別為66千伏構(gòu)架、66千伏設(shè)備支架、主變構(gòu)架、主變附屬設(shè)備構(gòu)支架，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全等級(jí)為二級(jí)，設(shè)計(jì)使用年限為50年，抗震設(shè)防類別為丙類，地震作用按7度進(jìn)行抗震計(jì)算，按8度進(jìn)行抗震構(gòu)造措施。
2）本工程采用鋼管結(jié)構(gòu)柱和三角形斷面格構(gòu)式鋼梁，這種設(shè)計(jì)外表美觀，節(jié)約鋼材，方便施工等優(yōu)點(diǎn)，能夠縮短工期，有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
構(gòu)架柱與梁連接采用螺栓連接。基礎(chǔ)采用杯形獨(dú)立基礎(chǔ)。
獨(dú)立避雷針采用鋼管結(jié)構(gòu)。
3）設(shè)備支架均采用鋼管支架柱，型鋼支架梁。
4）本站所有構(gòu)支架均采用鋼管結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)使用年限為50年，結(jié)構(gòu)的耐久性是保證其承載力和正常使用的必要條件。因此所有的鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)支架應(yīng)在工廠定制加工，然后進(jìn)行鋅鋁鎳合金熱浸鍍防腐，鍍膜厚度不小于86μm。
4.4全站建、構(gòu)筑物的地基與基礎(chǔ)
生產(chǎn)樓、生活樓、配電裝置室均采用鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)。附屬建筑采用毛石條形基礎(chǔ)。本工程所有構(gòu)（支）架基礎(chǔ)均采用鋼筋混凝土杯形基礎(chǔ)，地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等級(jí)為乙級(jí)。所有建（構(gòu)）筑物基礎(chǔ)埋深需在凍土深度以下并坐在持力層上。在回填區(qū)，當(dāng)基礎(chǔ)埋深不夠時(shí)，需要用毛石混凝土換填到持力層。
關(guān)鍵字：變電站；建筑平面；設(shè)計(jì)思路；問(wèn)題
中圖分類號(hào)：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：
近年來(lái)，隨著城市化進(jìn)程和電力事業(yè)的迅速發(fā)展，人們對(duì)變電站的要求越來(lái)越高，變電站與周?chē)h(huán)境相協(xié)調(diào)的要求逐步提高， 因此在設(shè)計(jì)中本著高度負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，重視設(shè)計(jì)質(zhì)量，精心設(shè)計(jì)每一項(xiàng)工程。本文結(jié)合筆者的工作實(shí)踐，就變電站土建設(shè)計(jì)的思路和相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行分析。
一、變電站建筑設(shè)計(jì)的總體思路
（1）城市戶內(nèi)變電站的建筑設(shè)計(jì)首先應(yīng)滿足電氣工藝要求，在此基礎(chǔ)上，綜合考慮與生產(chǎn)有關(guān)的各項(xiàng)技術(shù)要求如采光、通風(fēng)、消防等，然后結(jié)合總平面布置以及其它有關(guān)因素進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)。熟悉和了解電氣工藝要求，是創(chuàng)造合理的建筑設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，也是選擇好建筑平面空間布局和決定建筑立面，做好變電站空間組合的先決條件。
（2）建筑設(shè)計(jì)中立面造型及處理，是建筑空間組合的外在表現(xiàn)，也是內(nèi)在諸因素的綜合反映。變電站建筑作為工業(yè)建筑的一個(gè)分支，也有其一定的形態(tài)。建筑設(shè)計(jì)人員應(yīng)將建筑的使用功能、材料結(jié)構(gòu)、藝術(shù)造型和技術(shù)經(jīng)濟(jì)融為一體，創(chuàng)造出形象鮮明和具有時(shí)代特征的工業(yè)建筑新面貌，為人們的生產(chǎn)和生活創(chuàng)造良好的客觀環(huán)境。
（3）處理好建筑之間的形象。變電站內(nèi)建筑具有體量小功能多的特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中容易造成凌亂的感覺(jué)。在處理好單體建筑的同時(shí)，還應(yīng)注意處理其總體規(guī)劃和各建筑之間的群體形象。站內(nèi)建筑群體形象主要由單體建筑形態(tài)、組合及空間關(guān)系三部分形成，站內(nèi)建筑在風(fēng)格上應(yīng)該一致，在空間關(guān)系上應(yīng)該富有變化，以處理好這三者之間的關(guān)系。
二、變電站建筑設(shè)計(jì)的相關(guān)問(wèn)題分析
2.1建筑選址
城市戶內(nèi)變電站建筑設(shè)計(jì)由于在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中所處的重要地位，在設(shè)計(jì)前期選址這一問(wèn)題上必須引起高度重視，根據(jù)規(guī)范須注意以下幾點(diǎn)：
（1）與城市網(wǎng)絡(luò)、地方文脈的融合：電氣設(shè)備的運(yùn)輸 設(shè)備的通風(fēng)散熱，都需要用地系統(tǒng)提供一個(gè)交通方便 空間開(kāi)放的環(huán)境；同時(shí)，變電站建筑設(shè)計(jì)還需要避免在建筑體量 圍護(hù)系統(tǒng)材質(zhì) 建筑構(gòu)造形式上將建筑本體與城市地方文脈 場(chǎng)所感受以及城市空間系統(tǒng)割裂開(kāi)。
（2）選址要節(jié)約用地，不占或少占經(jīng)濟(jì)效益高的土地。
（3）配合變電站運(yùn)營(yíng)要求的安全措施：變電站運(yùn)營(yíng)期間產(chǎn)生噪聲、熱污染，許多設(shè)備還具有火災(zāi)危險(xiǎn)性；此外還要禁止無(wú)關(guān)人員入內(nèi)。
（4）站址應(yīng)在50年一遇的高水位之上（110kV變電站站址標(biāo)高應(yīng)高于當(dāng)?shù)?0年一遇最高洪水位，220kV變電站站址標(biāo)高應(yīng)高于當(dāng)?shù)匕倌暌挥鲎罡吆樗唬?，以防水害發(fā)生。否則，所區(qū)應(yīng)有可靠的防洪措施或與本地區(qū)的防洪標(biāo)準(zhǔn)相一致，但仍應(yīng)高于內(nèi)澇水位。
（5）選址應(yīng)考慮變電站與城市周?chē)h(huán)境、鄰近設(shè)施的相互影響。如：要避開(kāi)航空指示塔、光纜線路等設(shè)施。
2.2 建筑總體布置
站址選定后，進(jìn)行總平面布置設(shè)計(jì)。根據(jù)規(guī)程要求，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
（1）平面布置前的總體規(guī)劃。變電站的總體規(guī)劃應(yīng)根據(jù)以上原則對(duì)所區(qū)、生活區(qū)、水源地、給排水設(shè)施、防排洪設(shè)施、進(jìn)所道路、進(jìn)出線走廊、終端塔位、出線桿等進(jìn)行合理布局，統(tǒng)籌安排。站內(nèi)電氣設(shè)備、建筑物布置宜緊湊合理，以利分期建設(shè)和節(jié)約用地。主要建筑物的長(zhǎng)軸宜平行自然等高線布置。當(dāng)?shù)匦胃卟钶^大時(shí)，可采用臺(tái)階或錯(cuò)層布置。山區(qū)變電站當(dāng)主要的生產(chǎn)建筑物、設(shè)備架構(gòu)靠近邊坡布置時(shí)，應(yīng)注意邊坡的穩(wěn)定及坡面處理；城中變電站與站外相鄰建筑物之間應(yīng)有消防通道。
（2）主要建筑物平面布置：主控室宜布置在便于運(yùn)行人員巡視檢查、易于觀察屋外設(shè)備、減少電纜長(zhǎng)度和避開(kāi)噪聲影響的地段，宜位于配電裝置一側(cè)，兩配電裝置之間或所前。同時(shí)，主控室宜有較好的朝向，盡量朝南。炎熱地區(qū)宜面向夏季盛行風(fēng)向，避免西曬。載波室與主控室宜緊鄰布置。
（3）屋外配電裝置平面布置：各級(jí)電壓的屋外配電裝置應(yīng)結(jié)合地形和所對(duì)應(yīng)的出線方向進(jìn)行平面組合，避免或減少線路交叉跨越。配電裝置間的相對(duì)位置應(yīng)使主變、無(wú)功補(bǔ)償裝置至各配電裝置的連接導(dǎo)線順直短捷以及場(chǎng)內(nèi)道路和電纜的長(zhǎng)度較短。
（4）附屬建筑物的平面布置：工具間、檢修間等可布置于配電室與主控室之間。消防器材間宜布置在主變、電容器等帶油設(shè)備附近。站前建筑及設(shè)施應(yīng)結(jié)合工藝所形成的總平面基本格局和進(jìn)站道路的方位進(jìn)行布置，并宜面向城鎮(zhèn)當(dāng)?shù)氐闹饕缆坊蛏顓^(qū)。
2.3建筑場(chǎng)地硬化和綠化
（1）硬化材料種類的選擇。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，混凝土硬化漸被水泥磚硬化所取代。還有從經(jīng)濟(jì)角度考慮，水泥磚在場(chǎng)區(qū)改擴(kuò)建時(shí)，還可重復(fù)利用，大大節(jié)省了建設(shè)投資。因此，在變電站地面硬化設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量采用水泥磚硬化。
（2）硬化地面的施工。變電站場(chǎng)地水泥磚硬化工程做法：首先，要進(jìn)行素土夯實(shí)；然后打3：7灰土墊層；再做面層。而在實(shí)際施工中，由于有些施工人員質(zhì)量意識(shí)淡薄，偷工減料，不能?chē)?yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行施工，往往形成隱患，造成質(zhì)量事故。如，某110kV變電站，由于施工人員進(jìn)行地面硬化時(shí)，未按設(shè)計(jì)進(jìn)行，在未做灰土墊層的情況下，直接鋪砌水泥磚，形成隱患。變電站投入運(yùn)行后，正逢雨季，幾場(chǎng)雨過(guò)后，站內(nèi)場(chǎng)地土為濕陷性黃土，經(jīng)雨水沖刷形成多處塌陷，嚴(yán)重影響了變電站正常的生產(chǎn)運(yùn)行。因此，施工隊(duì)伍的質(zhì)量意識(shí)有待提高，施工監(jiān)督機(jī)制需要完善。
（3）綠化品種的選擇。為提高站區(qū)綠化效果，改善站區(qū)運(yùn)行環(huán)境和運(yùn)行條件，變電站內(nèi)配電裝置場(chǎng)地硬化采用200mm厚碎石地坪，地坪下150 mm厚3：7灰土夯實(shí)，壓實(shí)系數(shù)不小于0. 95。站前區(qū)采用水泥方磚硬化，站內(nèi)路邊綠化采用經(jīng)濟(jì)型綠籬，既能凈化空氣，又能美化環(huán)境。經(jīng)過(guò)近幾年的設(shè)計(jì)，我深有體會(huì)：經(jīng)過(guò)硬化、綠化的變電站環(huán)境優(yōu)美，空氣清新，給運(yùn)行人員創(chuàng)造了一個(gè)舒適的工作環(huán)境，充分體現(xiàn)了“以人為本”的設(shè)計(jì)理念。
2.4站內(nèi)建筑設(shè)計(jì)
（1）從安全角度考慮，應(yīng)滿足以下要求： 1）靠近主變側(cè)留門(mén)窗是否滿足防火要求； 2）主控室、配電室是否至少設(shè)置了兩個(gè)外開(kāi)門(mén)，以便發(fā)生火災(zāi)時(shí)迅速疏散；3）配電室穿墻套管洞至室外地面的高度是否滿足帶電安全距離的要求。
（2）主控室、配電室在滿足安全的前提下，還要注意適用的原則。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意： 1）主控室是值班人員工作的主要場(chǎng)所，值班室與休息室應(yīng)緊鄰主控室布置，以方便值班人員的工作生活；2）主控室應(yīng)有良好的采光，以便于觀察主控屏，并且值班人員應(yīng)能通過(guò)主控室
靠架構(gòu)區(qū)側(cè)的窗觀察主要設(shè)備(如變壓器)的運(yùn)行情況；3）根據(jù)工藝要求，主控室內(nèi)主控屏對(duì)防塵有較高的要求，因此，主控室地面應(yīng)采用防靜電地板。主控室是人員活動(dòng)的主要場(chǎng)所，除滿足安全、適用的原則外，在經(jīng)濟(jì)允許的前提下，還應(yīng)考慮給值班人員營(yíng)造一個(gè)良好的工作氛圍，即美觀的原則。如：主控室內(nèi)要設(shè)吊頂，并且照明要設(shè)光帶；內(nèi)墻要刮仿瓷涂料，刷乳膠漆；門(mén)窗采用輕質(zhì)、美觀的塑鋼門(mén)窗；采暖、通風(fēng)采用空調(diào)等。
2.5建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)
（1）結(jié)構(gòu)選型應(yīng)根據(jù)建筑物的基本條件來(lái)決定，合理的結(jié)構(gòu)選型，可加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體剛度。同時(shí)，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)構(gòu)造連接，是減輕地震災(zāi)害，提高抗震能力的前提條件。結(jié)構(gòu)選型應(yīng)有明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖和合理的傳力途徑，結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析應(yīng)符合建筑物的實(shí)際情況，結(jié)構(gòu)體系應(yīng)有多道防線，應(yīng)具有必要的強(qiáng)度和良好的變形能力，避免因部分構(gòu)件失效而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)的破壞。
（2）在正確選擇站址和地基基礎(chǔ)按抗震設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，施工質(zhì)量成為結(jié)構(gòu)抗震的重要環(huán)節(jié)。目前施工質(zhì)量存在問(wèn)題是多方面的，有的施工單位抗震意識(shí)缺乏，對(duì)工程質(zhì)量要求不嚴(yán)，設(shè)計(jì)意圖不能落實(shí)，不按規(guī)程施工，偷工減料，給工程質(zhì)量帶來(lái)隱患，因此需要加強(qiáng)施工監(jiān)督機(jī)制，完善施工質(zhì)量體系，提高施工隊(duì)伍的素質(zhì)和質(zhì)量意識(shí)。
三、結(jié)束語(yǔ)
變電站的建筑設(shè)計(jì)發(fā)展進(jìn)入了繁榮階段，隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，采用新的技術(shù)裝備和新的工藝流程、新的產(chǎn)品，對(duì)今后的建筑設(shè)計(jì)將進(jìn)一步起到推動(dòng)作用，只要我們能在滿足各方面工藝要求的前提下，破除陳舊觀念，進(jìn)行創(chuàng)造性的探索，我們變電站建筑設(shè)計(jì)就能充分體現(xiàn)出現(xiàn)代技術(shù)的精神特征，真正做到合理的工藝與優(yōu)美的建筑外貌完美的統(tǒng)一。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，合理性，注意事項(xiàng)
1引言
隨著科技和社會(huì)的逐步前進(jìn)，高層建筑越來(lái)越多的出現(xiàn)在人們的生活中，規(guī)模越來(lái)越大，結(jié)構(gòu)形式千變?nèi)f化[1]。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)龐大復(fù)雜的工程，房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)追求適用、安全、經(jīng)濟(jì)、美觀和易于施工五大目標(biāo)[2]。首先，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要滿足抗震、抗風(fēng)等結(jié)構(gòu)力學(xué)性能，保證住人的安全性；其次，建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需滿足科學(xué)性和合理性的要求，在安全的基礎(chǔ)上取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，節(jié)約成本[3]。
2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容
2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的流程
建筑物的設(shè)計(jì)包括建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、暖通和電氣等專業(yè)設(shè)計(jì)。其中，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整個(gè)建筑物設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要組成部分，建筑結(jié)構(gòu)是一個(gè)建筑物發(fā)揮其使用功能的基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括以下四個(gè)過(guò)程：結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析、構(gòu)件設(shè)計(jì)、繪施工圖[4]。
2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求
在設(shè)計(jì)過(guò)程中，為保證建筑結(jié)構(gòu)的可靠度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，必須遵循以下要求：（1）結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行承載能力極限狀態(tài)的計(jì)算和正常使用極限狀態(tài)的驗(yàn)算，如直接承受動(dòng)力荷載的構(gòu)件還應(yīng)進(jìn)行疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算；（2）結(jié)構(gòu)上多種作用效應(yīng)同時(shí)發(fā)生時(shí)，應(yīng)通過(guò)結(jié)構(gòu)分析分別求出每一種作用下的效應(yīng)后，考慮其最不利組合；（3）抗震設(shè)計(jì)：根據(jù)我國(guó)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)于抗震設(shè)防烈度不低于6級(jí)的地區(qū)，要進(jìn)行抗震的設(shè)計(jì)。建筑結(jié)構(gòu)根據(jù)所在地區(qū)的烈度、結(jié)構(gòu)類型和房屋高度采用不同的抗震等級(jí)。通常取該地區(qū)50年內(nèi)超越10%的地震烈度[5]。對(duì)應(yīng)不同的抗震等級(jí)，有不同的計(jì)算和抗震構(gòu)造要求。（4）抗風(fēng)設(shè)計(jì)：根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)載荷規(guī)范[6]，對(duì)于高層建筑物，風(fēng)載作用對(duì)其結(jié)構(gòu)的承載力和穩(wěn)定性有著較大影響，根據(jù)不同地區(qū)的基本風(fēng)壓大小以及要求的使用年限，隨著高度的上升，風(fēng)載系數(shù)取值也在逐漸增大?；撅L(fēng)壓的大小也可根據(jù)貝努利公式按照50年一遇的最大風(fēng)速進(jìn)行計(jì)算。
2.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)堅(jiān)持的原則
（1）重大輕小。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常常涉及到很多關(guān)鍵的概念，如：“強(qiáng)柱弱梁”、“強(qiáng)剪弱彎”等，這些都是需要重視的問(wèn)題。盡管結(jié)構(gòu)體系是由不同的構(gòu)件協(xié)調(diào)構(gòu)建起來(lái)，但由于不同的構(gòu)件都發(fā)揮著不同的作用，因此，在整個(gè)建筑物中構(gòu)件也有輕重之分。
（2）多道防線。安全的結(jié)構(gòu)體系必須設(shè)置多道防線，尤其是當(dāng)發(fā)生災(zāi)難時(shí)將會(huì)在抵抗外力破壞中發(fā)揮有效作用。若僅僅將抗風(fēng)險(xiǎn)的希望都集中寄托在建筑物的某一個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件或者局部結(jié)構(gòu)上，這是很危險(xiǎn)且不穩(wěn)定的。因此，我們要有成熟的設(shè)計(jì)概念，如多肢墻好于單片墻，框架剪力墻好于純框架好等等，這些都是多道防線的設(shè)計(jì)思路的重要表現(xiàn)。
（3）優(yōu)劣互補(bǔ)?？茖W(xué)合理的結(jié)構(gòu)體系需要堅(jiān)持優(yōu)劣互補(bǔ)的原則。結(jié)構(gòu)體系剛度大，使其變形能力差，如果建筑物受到巨大的破壞作用力時(shí)，則其承受的力更大，進(jìn)而會(huì)發(fā)生局部受損以至于全部毀壞，而太柔的結(jié)構(gòu)盡管能夠限制外力的破壞程度，但經(jīng)常因?yàn)樽冃芜^(guò)大而難以正常運(yùn)用。
3結(jié)構(gòu)合理性確定
3.1主要控制指標(biāo)
整體結(jié)構(gòu)的科學(xué)性和合理性是新規(guī)范特別強(qiáng)調(diào)內(nèi)容。新規(guī)范用于控制結(jié)構(gòu)整體性的主要指標(biāo)主要有：層間受剪承載力之比、剛重比、剪重比等。
（1）層間受剪承載力之比是控制結(jié)構(gòu)豎向不規(guī)則的重要指標(biāo)。其限值可參考《抗震規(guī)范》和《高規(guī)》的有關(guān)規(guī)定。
（2）剛重比是結(jié)構(gòu)剛度與重力荷載之比。它是控制結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性的重要因素，也是影響重力二階效應(yīng)的主要參數(shù)。該值如果不滿足要求，則可能引起結(jié)構(gòu)失穩(wěn)倒塌，應(yīng)當(dāng)引起設(shè)計(jì)人員的足夠重視。
（3）剪重比是抗震設(shè)計(jì)中非常重要的參數(shù)。規(guī)范之所以規(guī)定剪重比，主要是因?yàn)殚L(zhǎng)期作用下，地震影響系數(shù)下降較快，由此計(jì)算出來(lái)的水平地震作用下的結(jié)構(gòu)效應(yīng)可能太小。而對(duì)于長(zhǎng)周期結(jié)構(gòu)，地震作用下的地面加速度和位移可能對(duì)結(jié)構(gòu)具有更大的破壞作用，但采用振型分解法時(shí)無(wú)法對(duì)此作出準(zhǔn)確的計(jì)算。因此，出于安全考慮，規(guī)范規(guī)定了各樓層水平地震力的最小值，該值如果不滿足要求，則說(shuō)明結(jié)構(gòu)有可能出現(xiàn)比較明顯的薄弱部位，必須進(jìn)行調(diào)整。
3.2確定方法和途徑
對(duì)于簡(jiǎn)單的建筑結(jié)構(gòu)，過(guò)去人們通常采用人工手算的方法，也能較好的對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行核算，但是這種方法計(jì)算效率低，對(duì)于復(fù)雜的工程問(wèn)題，也不能準(zhǔn)確的進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì)，隨著專業(yè)的有限元軟件的普及和應(yīng)用，越來(lái)越多的實(shí)用型軟件可以更為精確的模擬結(jié)構(gòu)的受力特征，逐漸的被人們所接受，并投入到設(shè)計(jì)計(jì)算中來(lái)，其中MIDAS、ANSYS、PKPM等有限元軟件已被廣為使用，大大提高了復(fù)雜的結(jié)構(gòu)工程的安全性和計(jì)算效率，提高了經(jīng)濟(jì)效益。
4設(shè)計(jì)過(guò)程的注意事項(xiàng)
4.1地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)問(wèn)題
地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)一直是結(jié)構(gòu)工程師比較重視的方面，不僅僅是由于該階段設(shè)計(jì)過(guò)程的好與壞直接影響后期設(shè)計(jì)工作的進(jìn)行，同時(shí)，也是因?yàn)榈鼗A(chǔ)是整個(gè)工程造價(jià)的決定性因素，因此，在這一階段，所出現(xiàn)的問(wèn)題也有可能更加嚴(yán)重甚至造成無(wú)法估量的損失。在地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中要注意地方性規(guī)范的重要性問(wèn)題。由于我國(guó)占地面積較廣，地質(zhì)條件相當(dāng)復(fù)雜，作為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，僅僅一本《地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》無(wú)法對(duì)全國(guó)各地的地基基礎(chǔ)都進(jìn)行詳細(xì)的描述和規(guī)定，因此，作為建立在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)之下的地方標(biāo)準(zhǔn)。地方性的“地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范”能夠?qū)⒏鞯胤降牡鼗A(chǔ)類型和設(shè)計(jì)處理方法等一些成熟的經(jīng)驗(yàn)描述和規(guī)定得更為詳細(xì)和準(zhǔn)確，所以，在進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，一定要對(duì)地方規(guī)范進(jìn)行深入地學(xué)習(xí)，以避免對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或后期設(shè)計(jì)工作造成較大的影響。
4.2抗震設(shè)計(jì)相關(guān)問(wèn)題
（1）剪力墻結(jié)構(gòu)體系中連梁的設(shè)計(jì)
連梁是與剪力墻墻肢相連的梁，當(dāng)遇到水平地震作用時(shí)，連梁可以耗散水平地震作用能量，減輕墻肢的破壞程度。在墻肢和連梁的協(xié)同作用中，剪力墻應(yīng)該具有足夠的剛度和強(qiáng)度。在正常的使用荷載和風(fēng)荷載作用下，結(jié)構(gòu)應(yīng)該處于彈性工作狀態(tài)，連梁可以產(chǎn)生塑性鉸。因此，剪力墻的設(shè)計(jì)應(yīng)該保證不發(fā)生剪切破壞，也就是要求墻肢和連梁的設(shè)計(jì)符合強(qiáng)剪弱彎的原則，同時(shí)要求連梁的屈服要早于墻肢的屈服，而且要求墻肢和連梁具有良好的延性。根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》的規(guī)定：“在內(nèi)力與位移的計(jì)算中，所有構(gòu)件均可采用彈性剛度，在框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中，連梁的剛度可予以折減，折減系數(shù)不應(yīng)小于0.55?！币话阍趯?shí)際設(shè)計(jì)中我們?cè)?.55-1之間取值，以符合截面設(shè)計(jì)的要求。在連梁設(shè)計(jì)中，剛度折減后，仍可能發(fā)生連梁正截面受彎承載力或斜截面受剪承載力不夠的情況，這時(shí)可以增加洞口的寬度，以減少連梁的剛度。減少了結(jié)構(gòu)的整體剛度，也就減少了地震作用的影響，使連梁的承載力有可能不超限。
（2）滿足規(guī)范抗震措施的要求
由于前人不斷總結(jié)震害經(jīng)驗(yàn)與抗震的理論和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探索，我們對(duì)在地震作用下的建筑物響應(yīng)認(rèn)識(shí)得到了很大提升。針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能設(shè)計(jì)，我們國(guó)家制定了《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》，讓建筑抗震的設(shè)計(jì)更加安全合理。建筑結(jié)構(gòu)抗震理論的發(fā)展主要有抗震靜力理論、反應(yīng)譜理論、動(dòng)力理論和減震控制理論四個(gè)時(shí)期。現(xiàn)在大多使用的方法有底部剪力法、振型分解反應(yīng)譜法與時(shí)程分析法。現(xiàn)今進(jìn)行建筑抗震設(shè)計(jì)時(shí)，通常把“小震（超越概率63%）不壞、中震（超越概率10%）可修、大震（超越概率2%）不倒”當(dāng)作設(shè)防的原則，建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力主要通過(guò)承載力進(jìn)行調(diào)控，如果地震時(shí)承載力能達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，就可以保證建筑結(jié)構(gòu)的安全可靠性。不過(guò)震害、試驗(yàn)與理論分析顯示：通常倒塌的原因?yàn)榻ㄖ镌诖笳饡r(shí)的變形性能不夠與耗能性能太小。對(duì)于改進(jìn)當(dāng)前抗震性能設(shè)計(jì)的理論，讓建筑在以后地震中的能力與目標(biāo)相符是尚需完善的課題。
（1）建筑物必須具備相當(dāng)?shù)某休d力、剛度、穩(wěn)定性、延性等方面的能力。①建筑物當(dāng)以“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件、強(qiáng)底層柱（墻）”作為標(biāo)準(zhǔn)。②可能引起建筑相對(duì)薄弱位置，須使用辦法提升抗震性能。③重要的耗能結(jié)構(gòu)盡量避免承擔(dān)太多的豎向荷載。
（2）盡量多地設(shè)計(jì)抗震的防線。①好的建筑抗震系統(tǒng)當(dāng)是多個(gè)延性良好的分體系構(gòu)成，且由延性優(yōu)良的結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行相連一同工作。比如延性的框架和剪力墻兩個(gè)分體系構(gòu)成框架-剪力墻體系。②余震通常在強(qiáng)烈的地震之后會(huì)出現(xiàn)多次，倘若只設(shè)一道防線，那么在首次破壞后余震再襲，就可能由于損傷的積累出現(xiàn)坍塌。抗震的建筑體系須留有最大可能數(shù)量的內(nèi)部、外部富余量，屈服的區(qū)域應(yīng)當(dāng)被系列地分布，使得重要的耗能結(jié)構(gòu)擁有良好的延性與合適的剛度，從而讓大量的地震能量被結(jié)構(gòu)體系吸收與耗散掉，使得體系的抗震能力得到提升，減少在大震來(lái)襲時(shí)的坍塌破壞。③建筑構(gòu)件的強(qiáng)弱關(guān)系需進(jìn)行合理處理，同一樓層內(nèi)的重要耗能構(gòu)件屈服后，剩下的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)還處在彈性的狀態(tài)，保持較長(zhǎng)時(shí)間的“有效屈服”形態(tài)，確保體系的延性與抗坍塌性能。④對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，某些結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)超強(qiáng)，就可能引起體系的其他構(gòu)件相對(duì)薄弱，所以當(dāng)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)合理與慎重地進(jìn)行加強(qiáng)和在施工時(shí)以大帶小，改變抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的配筋。
（3）對(duì)相對(duì)的薄弱結(jié)構(gòu)部位，須使用方法提升其抗震性能。①結(jié)構(gòu)在強(qiáng)烈地震下沒(méi)有強(qiáng)度的安全儲(chǔ)備，通過(guò)實(shí)際的承載性能來(lái)判斷構(gòu)件的薄弱位置。②應(yīng)當(dāng)讓樓層（部位）的實(shí)際承載性能與設(shè)計(jì)的彈性受載的比值在大體上維持較為均勻的變化，只要樓層（部位）的比值突然變化，就會(huì)因?yàn)樗苄詢?nèi)力的重新分布使得結(jié)構(gòu)出現(xiàn)集中的塑性變形。③應(yīng)避免因局部的增強(qiáng)而忽略了整體的各構(gòu)件的剛度、承載力的協(xié)調(diào)。④在抗震設(shè)計(jì)時(shí)合理掌控薄弱構(gòu)件，讓它擁有相當(dāng)?shù)淖冃涡阅芮也蛔尡∪鯇舆M(jìn)行轉(zhuǎn)移，是提升體系整體抗震能力的可行方法。
5結(jié)束語(yǔ)
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整個(gè)建筑工程項(xiàng)目實(shí)施前的基本準(zhǔn)備，是建筑工程的重要組成部分，是一項(xiàng)綜合性的復(fù)雜工作，對(duì)于建筑的建造和施工有著指導(dǎo)性作用。隨著建筑越來(lái)越高，規(guī)模越來(lái)越大，對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求也隨著提高。本文闡述了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所要做的主要內(nèi)容，分析了所應(yīng)遵循的原則，剖析了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性的確定，對(duì)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)進(jìn)行了說(shuō)明。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是經(jīng)驗(yàn)性很強(qiáng)的工作，要善于總結(jié)經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，嚴(yán)格遵守規(guī)范和規(guī)程也必不可少。只有這樣才能做好建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，促進(jìn)建筑工程質(zhì)量的不斷提高。使整個(gè)設(shè)計(jì)合理完善，讓工程項(xiàng)目順利實(shí)施。 參考文獻(xiàn)： [1] 許新春.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的問(wèn)題探討.城市建設(shè)理論研究 [2] 于險(xiǎn)峰.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn)及其體系[J].建筑技術(shù)，2009（24）。
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