芻議建筑結(jié)構(gòu)的抗震性設(shè)計(jì)

仲偉靜

（無錫工業(yè)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇 無錫 214000）

無論是對(duì)于建筑物而言還是對(duì)于工程施工而言，建筑結(jié)構(gòu)都有著重要作用，對(duì)于建筑物而言，建筑結(jié)構(gòu)承載著建筑物的成敗，同時(shí)人們生活水平和觀念的轉(zhuǎn)變對(duì)建筑結(jié)構(gòu)提出了更高的要求，不但要求建筑物的安全性還要求結(jié)構(gòu)的美觀性，在我國(guó)，對(duì)建筑物安全性影響最大的就是地震。因此，為了滿足社會(huì)大眾對(duì)建筑物的要求，提高自身的建筑質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益，建筑企業(yè)都紛紛開展建筑結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計(jì)。

1 我國(guó)對(duì)抗震性設(shè)計(jì)的要求

為了保證建筑物結(jié)構(gòu)的基本抗震性能，我國(guó)從法律上對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定。這些具體的規(guī)定都在我國(guó)“《建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》GB50223”中，而具體內(nèi)容大致如下。

“建筑根據(jù)其使用功能的重要性分為甲類、乙類、丙類、丁類四個(gè)抗震設(shè)防類別。”在這四類抗震類別當(dāng)中，甲類建筑物的使用功能應(yīng)該是比較重要的，因此，對(duì)其要求的抗震性能也比較高，“地震作用應(yīng)高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求，其值應(yīng)按照批準(zhǔn)的地震安全性評(píng)價(jià)結(jié)果確定?！本唧w的抗震措施應(yīng)該比當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)狀況要求的抗震烈度要高，如果當(dāng)?shù)匾蟮目拐鹆叶纫?～8之間，那么，實(shí)際設(shè)計(jì)的抗震烈度就應(yīng)該要比要求高出1度，而如果當(dāng)?shù)氐目拐鹨笤?度時(shí)，實(shí)際設(shè)計(jì)的抗震烈度至少要比9度高出一點(diǎn)。乙類建筑物的抗震烈度與當(dāng)?shù)氐牡卣鹱饔孟喾霞纯?，在采取抗震措施時(shí)，如果抗震烈度要求在6～8之間，那么設(shè)計(jì)的抗震烈度與其相符合即可，如果是在9度以上，實(shí)際設(shè)計(jì)值則需要比9度要高。對(duì)于丙類來說，無論是什么情況，設(shè)計(jì)的抗震烈度值同當(dāng)?shù)氐目拐鹨笙喾霞纯?，而丁類建筑結(jié)構(gòu)的抗震烈度可以在實(shí)際的抗震烈度要求之上適當(dāng)減低。

2 目前建筑結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題

雖然建筑結(jié)構(gòu)的抗震新設(shè)計(jì)已經(jīng)引起了建筑商的普遍重視，但是，就我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的實(shí)際情況來看，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中仍有些問題沒有得到足夠重視，主要包括以下幾方面：

2.1 場(chǎng)地選擇

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，場(chǎng)地的選擇是其中重要的一部分，所以，在建筑結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計(jì)中，建筑場(chǎng)地的選擇對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的影響也是比較大的。在選擇建筑場(chǎng)地時(shí)，一定要對(duì)當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境有所了解，避開不利的地段。如果場(chǎng)地不利會(huì)造成地表發(fā)生錯(cuò)動(dòng)或者斷裂、地基沉降、滑坡等狀況，對(duì)工程質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生一定的影響。正因如此，在選擇建筑場(chǎng)地過程中，要盡量避免在“軟弱場(chǎng)地、易液化土、狀態(tài)不均勻”等場(chǎng)地進(jìn)行建筑物的建筑。如果建筑地點(diǎn)的土壤普遍不合格，那么就需要采取一定的抗震防裂措施來提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)，比如可以強(qiáng)化地基，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性等，對(duì)于地基來說可以采用樁基、強(qiáng)化基礎(chǔ)等處理措施，這樣即使不可避免地出現(xiàn)了不利場(chǎng)地，也能通過措施的應(yīng)用而得以改善。

2.2 結(jié)構(gòu)體系選擇

對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計(jì)來說，最重要的目的就在于把建筑結(jié)構(gòu)在地震中所受到的外力傳遞到結(jié)構(gòu)之外，避免或者減輕外力對(duì)建筑結(jié)構(gòu)所造成的損害，因此，提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的重要方式之一就是要合理地布置建筑結(jié)構(gòu)外力傳遞途徑，盡量確保支柱、梁的軸線和墻處于同一個(gè)平面之上，進(jìn)而形成一種完整的雙向抗側(cè)力系統(tǒng)。這樣設(shè)計(jì)能使建筑結(jié)構(gòu)在遭受到震力時(shí)出現(xiàn)的是彎剪破壞，墻的底部成為塑性屈服專門的位置。同時(shí)，還要遵循強(qiáng)墻弱梁的原則，加強(qiáng)建筑墻體的承載力，避免墻體出現(xiàn)剪切破壞，從而提高整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力。

建筑平、立面布置應(yīng)符合抗震概念的設(shè)計(jì)原則，宜采用規(guī)則的建筑設(shè)計(jì)方案，而不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案。因此，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計(jì)過程中，要盡量規(guī)則布置建筑平面，通常我們都比較重視建筑結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性和規(guī)則性，結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性主要是指抗側(cè)力主體結(jié)構(gòu)之間的對(duì)稱，而規(guī)則性主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面，第一，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)主軸方向剛度和變形特性相近。第二，在抗側(cè)力結(jié)構(gòu)豎向斷面均勻、構(gòu)成的變化均勻。第三，平面布置的統(tǒng)一軸向上的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)具有的剛度要均勻。第四，平面的中心和周邊結(jié)構(gòu)要相互協(xié)調(diào)，確保主體結(jié)構(gòu)有較好的“抗扭剛度”，從而提高建筑結(jié)構(gòu)抗變形的能力。

2.3 規(guī)則布置建筑平面

作為中國(guó)生產(chǎn)整體硬質(zhì)合金刀具的專業(yè)制造廠家，喜威一（北京）刀具有限公司擁有自己的品牌“CVE”，產(chǎn)品有硬質(zhì)合金標(biāo)準(zhǔn)刀具（銑刀、鉆頭及鉸刀）和非標(biāo)準(zhǔn)刀具（鉆鉸刀、內(nèi)冷鉆、階梯鉆、階梯鉸、復(fù)合刀具及成型刀具），并提供修磨、涂層服務(wù)；而刀具產(chǎn)品原材料均采用歐洲進(jìn)口合金棒料，擁有世界一級(jí)的生產(chǎn)設(shè)備。另外，該公司還是意大利UFS絲錐的中國(guó)總代理。

3 提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計(jì)的有效措施

1.提出了進(jìn)一步轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式的總體思路。報(bào)告強(qiáng)調(diào)，要“把推動(dòng)發(fā)展的立足點(diǎn)轉(zhuǎn)到提高質(zhì)量和效益上來，著力激發(fā)各類市場(chǎng)主體發(fā)展新活力，著力增強(qiáng)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展新動(dòng)力，著力構(gòu)建現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)發(fā)展新體系，著力培育開放型經(jīng)濟(jì)發(fā)展新優(yōu)勢(shì)，使經(jīng)濟(jì)發(fā)展更多依靠?jī)?nèi)需特別是消費(fèi)需求拉動(dòng)，更多依靠現(xiàn)代服務(wù)業(yè)和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)，更多依靠科技進(jìn)步、勞動(dòng)者素質(zhì)提高、管理創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)，更多依靠節(jié)約資源和循環(huán)經(jīng)濟(jì)推動(dòng)，更多依靠城鄉(xiāng)區(qū)域發(fā)展協(xié)調(diào)互動(dòng)，不斷增強(qiáng)長(zhǎng)期發(fā)展后勁”［1］。

建筑結(jié)構(gòu)的抗震性設(shè)計(jì)在整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中都是非常重要的，應(yīng)該引起設(shè)計(jì)者的重視，所以，為了保證建筑結(jié)構(gòu)整體抗震性能的提高，我們還需要根據(jù)抗震設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)以及抗震設(shè)計(jì)中存在的相關(guān)問題進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)措施的改善。

3.1 合理布置外力傳遞途徑

建筑結(jié)構(gòu)體系的選擇關(guān)系到了建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，自然也會(huì)成為抗震設(shè)計(jì)中的重要部分。首先，結(jié)構(gòu)體系要具有相對(duì)的獨(dú)立性。對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)體系的整體功能發(fā)揮來說，其應(yīng)該具有一定的整體性和聯(lián)系性，但是，對(duì)于抗震性來說，建筑結(jié)構(gòu)體系就應(yīng)該具有相對(duì)的獨(dú)立性。主要是指結(jié)構(gòu)體系應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承載能力。因此，在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)該要確保建筑結(jié)構(gòu)具有一定的內(nèi)力分配功能，這樣如果一個(gè)構(gòu)件受到了震力的破壞，其他的構(gòu)件仍能夠正常承載，一定程度上避免了整體結(jié)構(gòu)失效可能性的出現(xiàn)。其次，合理分布震力傳遞途徑。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該重視豎向的建筑結(jié)構(gòu)要具有垂直重力傳遞的作用，“樓屋蓋梁系的布置”要盡量保證從上部結(jié)構(gòu)中傳遞過來的重力荷載能夠通過轉(zhuǎn)換層進(jìn)行轉(zhuǎn)換，同時(shí)，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)要明確，盡量保證其連續(xù)性，如果結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了豎向變化則要盡量確保變化的均勻發(fā)生。最后，要具有適當(dāng)剛度和以及強(qiáng)度。對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)體系來說，適當(dāng)?shù)膭偠群蛷?qiáng)度能夠在一定程度上避免因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的部分薄弱給整體結(jié)構(gòu)造成影響，在框架設(shè)計(jì)過程中要保證節(jié)點(diǎn)在受到較大的重力荷載或者是應(yīng)力過于集中時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)破壞的狀況。

能夠佐證陸游初仕的作品很多，諸如《云門壽圣院記》《老學(xué)庵筆記》等等，然而鄒先生卻選擇《留題云門草堂》和《泛瑞安江風(fēng)濤貼然》兩首詩。

3.2 確保結(jié)構(gòu)的承載力

建筑結(jié)構(gòu)的承載力是抗震能力的重要部分，該部分內(nèi)容主要是指在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，要按照抗震等級(jí)對(duì)梁、柱以及墻的節(jié)點(diǎn)采取相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施，確保建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下達(dá)到三個(gè)水準(zhǔn)的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。因此，為了保證建筑整體結(jié)構(gòu)在強(qiáng)地震作用下具有足夠的承載力，要根據(jù)抗震設(shè)計(jì)的相關(guān)原則進(jìn)行柱截面的選擇、軸壓比的控制、配筋率的控制等，而所遵循的原則主要有強(qiáng)柱弱梁原則、強(qiáng)減弱彎原則、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件原則等。

3.3 多防線抗震

多防線抗震主要是指在建筑結(jié)構(gòu)中要從多個(gè)方面進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，也就是說，在一個(gè)完整的抗震體系中，首先要有一個(gè)具有強(qiáng)延展性的構(gòu)件來承擔(dān)地震作用給建筑結(jié)構(gòu)帶來的破壞，而在其達(dá)到屈服狀態(tài)之后，還有其他構(gòu)件來承擔(dān)起抗震的作用，以此類推，多個(gè)防線下來之后，建筑結(jié)構(gòu)就完美地實(shí)現(xiàn)了抗震的作用，避免了地震給建筑物帶來的損害。

由于勘探開發(fā)條件和勘探史的巨大差異，按2017年的數(shù)據(jù)全國(guó)及主要盆地／地區(qū)（經(jīng)濟(jì)）可采儲(chǔ)量及未開發(fā)率可分為三種。

4 結(jié)束語

就目前情況來看，建筑結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計(jì)已不僅是業(yè)主關(guān)心的問題，也成為了國(guó)家政府和建筑商所重視的問題，因此，本文通過對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)例進(jìn)行分析，得出了建筑結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，即場(chǎng)地選擇、結(jié)構(gòu)體系選擇、規(guī)則布置建筑平面，而要想提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，還需要采取合理布置外力傳遞途徑、確保結(jié)構(gòu)的承載力、多防線抗震等措施。

[1]閆曉愛.淺談建筑抗震設(shè)計(jì)的特點(diǎn)[J].山西建筑，2010，(22).

[2]董蕓.淺析怎樣提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性[J].山西建筑，2009，(31).

[3]覃紹文.論述建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)相關(guān)問題[J].廣東科技，2009，(22).

[4]侯偉雄.提高建筑物抗震性能措施探討[J].科技風(fēng)，2010，(11).

[5]陳振納，周威，閻玉敏.鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)抗震性能研究綜述[J].森林工程，2008，(01).