試析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震理念的運(yùn)用

劉東輝

（上海華品房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)有限公司，上海 200442）

地震作為破壞建筑質(zhì)量與壽命的重大自然災(zāi)害，對(duì)建筑具有毀滅性的影響，維護(hù)建筑完成性，避免居住人員傷亡的有效措施。因此，落實(shí)對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，一直是設(shè)計(jì)人員工作的重點(diǎn)，在當(dāng)前地震高發(fā)的時(shí)期，此設(shè)計(jì)理念尤其受到了廣大建筑設(shè)計(jì)人員的重視，建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)迅速成為了社會(huì)的熱點(diǎn)話題，受到了眾多人員的關(guān)注。

1 建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)原則概述

設(shè)計(jì)人員在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，以整體結(jié)構(gòu)這一宏觀體系作為出發(fā)點(diǎn)，借助于系統(tǒng)化的觀點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)結(jié)構(gòu)在某種作用下的整體反應(yīng)，進(jìn)而通過(guò)方案規(guī)劃、材料選擇、細(xì)部構(gòu)造、分析計(jì)算等，使建筑整體結(jié)構(gòu)達(dá)到抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)，以保證建筑在地震災(zāi)害發(fā)生時(shí)，可以有效消減震害破壞，繼而避免某些薄弱部位被破壞。在開(kāi)展抗震設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員要遵循以下幾點(diǎn)原則：

1.1 建筑結(jié)構(gòu)規(guī)整性

建筑設(shè)計(jì)規(guī)范要求設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，必須通過(guò)對(duì)抗側(cè)力的結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合的平面規(guī)劃，以使整體結(jié)構(gòu)具有對(duì)稱性、規(guī)整性、勻稱型，保證抗側(cè)力的構(gòu)件強(qiáng)度從下到上逐步地減少。具體來(lái)講，在設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員適合以規(guī)則及對(duì)稱的形狀作為平面結(jié)構(gòu)的構(gòu)造形式，并利用樓蓋來(lái)調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)的整體性，使樓蓋發(fā)揮水平個(gè)班的作用，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)慣性力的聚集與傳遞，保證豎向的抗側(cè)力構(gòu)件可以將地震產(chǎn)生的破壞力均勻分散開(kāi)，繼而使整個(gè)建筑達(dá)到對(duì)于地震的有效應(yīng)對(duì)。

1.2 建筑的結(jié)構(gòu)剛度

地震發(fā)生的作用力一般為雙向，設(shè)計(jì)人員進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)，必須保證建筑可以從任意一個(gè)方面實(shí)現(xiàn)對(duì)于作用力的有效抵抗，為了達(dá)到這一目標(biāo)，設(shè)計(jì)者必須要為水平面中的主軸兩個(gè)方向上的結(jié)構(gòu)剛度控制于合理的水平。同時(shí)，結(jié)構(gòu)剛度的設(shè)計(jì)還必須要可以防止建筑結(jié)構(gòu)過(guò)度變形，即通過(guò)適當(dāng)加入柔性的結(jié)構(gòu)，對(duì)外力進(jìn)行分擔(dān)，以避免建筑在瞬間的強(qiáng)大破壞力作用下產(chǎn)生整體結(jié)構(gòu)變形，繼而倒塌造成人員傷亡，此種結(jié)構(gòu)的剛?cè)岫?，大致控制為抗?cè)力結(jié)構(gòu)比建筑規(guī)范中規(guī)定的整體穩(wěn)定性、水平位移度等方面的限值適當(dāng)稍大即可。

1.3 布設(shè)抗震的防線

建筑的抗震結(jié)構(gòu)體系包括諸多的結(jié)構(gòu)分體，這些分體協(xié)同合作，繼而保證該建筑消減地震的影響。地震災(zāi)害的發(fā)生具有多次性，主震過(guò)后還會(huì)有多次余震，而且每次震級(jí)不一，設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)盡可能多的設(shè)計(jì)多道抗震防線，以保證建筑在多次余震的影響下依舊能夠不受到大的破壞。具體來(lái)講，這些抗震防線必須要以有效的布設(shè)方式，安置于建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)部與外部，同時(shí)盡可能地通過(guò)有效地處理結(jié)構(gòu)剛與柔的關(guān)系，使建筑結(jié)構(gòu)獲得足夠的延展性以及抗倒塌的能力。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)抗震理念的具體運(yùn)用

2.1 恰當(dāng)處理結(jié)構(gòu)荷載

設(shè)計(jì)人員將抗震理念應(yīng)用到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要同時(shí)保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化及建筑對(duì)震害的有效抵抗，就應(yīng)當(dāng)遵循強(qiáng)弱協(xié)調(diào)的原則來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，即合理地提升柱、剪、節(jié)點(diǎn)、壓力中心等位置的強(qiáng)度，并適當(dāng)?shù)叵趿?、彎、桿件、拉力中心等部位的強(qiáng)度。具體來(lái)講，設(shè)計(jì)人員要使柱端比梁端承受的實(shí)際承載力高，桿件具有的抗剪力比抗彎力高，避免節(jié)點(diǎn)早于構(gòu)件被破壞，保證桿件破壞時(shí)，受壓區(qū)域的混凝土承載力要高于受拉區(qū)域的鋼筋承載力。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員還要依據(jù)具體的設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)各部分構(gòu)件的強(qiáng)弱荷載進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，并按照規(guī)定對(duì)抗震的結(jié)構(gòu)措施進(jìn)行科學(xué)合理的布設(shè)。

2.2 合理選擇抗震位置

設(shè)計(jì)人員對(duì)建筑結(jié)構(gòu)開(kāi)展抗震設(shè)計(jì)，必須要選擇具有優(yōu)勢(shì)條件的抗震場(chǎng)地，并避免在震害影響重大的地段進(jìn)行建筑建設(shè)，以切實(shí)地借助自然地理?xiàng)l件，消減地震災(zāi)害的不良反應(yīng)。比如，建筑中的軟弱地質(zhì)區(qū)域、地質(zhì)分布不均勻區(qū)域，都不應(yīng)為抗震場(chǎng)地。如果必須在類(lèi)似的區(qū)域進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員首先需要開(kāi)展地基處理設(shè)計(jì)，保證地基結(jié)構(gòu)達(dá)到足夠強(qiáng)度以及規(guī)范狀態(tài)之后，才允許設(shè)計(jì)人員展開(kāi)具體的抗震設(shè)計(jì)。同時(shí)，設(shè)計(jì)人員還要結(jié)合不良地基場(chǎng)地的沉降度以及變形、位移等現(xiàn)象，采取適當(dāng)?shù)姆€(wěn)固措施來(lái)消減地震影響。

2.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)整體結(jié)構(gòu)

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，必須重點(diǎn)考慮結(jié)構(gòu)體系對(duì)于抗震效力產(chǎn)生的影響，以及對(duì)不同的結(jié)構(gòu)體系布設(shè)抗震措施，所產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)影響與安全度等問(wèn)題。因此，設(shè)計(jì)人員必須結(jié)合以下幾點(diǎn)原則，做好對(duì)于整體結(jié)構(gòu)體系優(yōu)化設(shè)計(jì)，即：設(shè)計(jì)人員進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，必須要為結(jié)構(gòu)保留一定的余度，保證某部分結(jié)構(gòu)遭遇破話之后，剩余的結(jié)構(gòu)可以對(duì)所要承擔(dān)的作用力進(jìn)行均衡的分配，部分構(gòu)件的破壞不會(huì)影響到建筑的整體結(jié)構(gòu)的抗震性能；設(shè)計(jì)人員必須將抗震設(shè)計(jì)中震害影響力的傳遞路徑清晰準(zhǔn)確地標(biāo)注于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖中，以保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的全部過(guò)程，都能夠顧及到抗震設(shè)計(jì)的要求，繼而使豎向構(gòu)件受力實(shí)現(xiàn)均勻，而各個(gè)結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)應(yīng)力傳遞的連續(xù)性。

2.4 抗震設(shè)計(jì)具體構(gòu)造

設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合不同的建筑結(jié)構(gòu)類(lèi)型，為建筑選擇適當(dāng)?shù)目拐饦?gòu)造，保證建筑整體結(jié)構(gòu)可以和抗震的構(gòu)造一同發(fā)揮作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)于震害的有效消減。比如，采用磚混結(jié)構(gòu)的建筑，其抗震設(shè)計(jì)要采用水平圈梁加內(nèi)外連續(xù)墻的構(gòu)造，其水平圈梁可以為各部分構(gòu)件施加約束力，以表面構(gòu)件在遭遇強(qiáng)大的外力時(shí)出現(xiàn)散亂的問(wèn)題，而內(nèi)外結(jié)構(gòu)墻則可以加強(qiáng)建筑的塑性變化與位移程度，保證建筑結(jié)構(gòu)具有良好的延展性與整體性，從而避免建筑結(jié)構(gòu)墻體在地震影響下出現(xiàn)開(kāi)裂等問(wèn)題。

3 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前時(shí)期，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)人員加強(qiáng)對(duì)建筑的抗震設(shè)計(jì)，已經(jīng)成為我國(guó)建筑建設(shè)負(fù)責(zé)部門(mén)對(duì)某些建筑提出的一項(xiàng)強(qiáng)制性的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，因此，各設(shè)計(jì)人員必須努力完善對(duì)各種設(shè)計(jì)影響因素的分析，力求推動(dòng)抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)目標(biāo)的順利達(dá)成。

[1] 陳虎.結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)雜談[J].建材發(fā)展導(dǎo)向，2011，(09).

[2] 項(xiàng)本云.淺議建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)[J].中華民居，2012，(07).