淺談結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計分析

張銀

【摘 要】文章從影響建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的因素入手，分析了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震設(shè)計需注重的問題，最后總結(jié)了提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的對策，以供相關(guān)人士參考。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)；抗震；設(shè)計

引言

我國幅員遼闊，地形復(fù)雜，是地震多發(fā)國，近些年所發(fā)生的此次地震，給我國特別是南方地區(qū)所帶來的生命和財產(chǎn)損失是特別巨大的，因此，抗震建筑越來越受到人們的關(guān)注，強化對于建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計是進行防震抗震的重要任務(wù)，這就需要建設(shè)企業(yè)能夠從地區(qū)實際情況著手，強化對于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計，以更好的確保地震災(zāi)害中的建筑結(jié)構(gòu)的相對穩(wěn)定性，為保護人們的生命以及財產(chǎn)安全作出重要的貢獻。

一、影響建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的因素

1、建筑選址不當

當建筑物的建造場地在軟土、液化土等土壤分布不均等場地時，在地震發(fā)生時可能會導(dǎo)致建筑物的崩塌和下陷，這是由于地基內(nèi)土壤存在軟弱粘性的土壤和不均勻的土層造成的，尤其在填土的區(qū)域，一旦建筑物建設(shè)時如果無法避開土地和地形地勢的影響，并且沒有對地基進行加固處理和建筑結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計，建筑周圍土質(zhì)往往會發(fā)生地陷、和塌方滑移情況，從而對建筑物造成破壞。

2、外形設(shè)計不合理

人為原因?qū)ㄖY(jié)構(gòu)的抗震性能造成影響主要是建筑外形設(shè)計不合理，其主要表現(xiàn)形式是建筑結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)凸角等。一般而言在某些建筑物的設(shè)計上，為了追求建筑結(jié)構(gòu)美觀和特殊的需要，建筑結(jié)構(gòu)上會設(shè)計一些凸角，但是在建筑結(jié)構(gòu)上的凸角往往由于設(shè)計不盡合理，在地震發(fā)生時，受力的不平衡導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)的剛度下降，從而對建筑造成極大的破壞。

3、結(jié)構(gòu)設(shè)計不科學(xué)

我們應(yīng)該注意建筑建構(gòu)的延伸性，增強建筑設(shè)計的防震能力。當發(fā)生較大的地震災(zāi)害時，建筑結(jié)構(gòu)的延性能力的性能十分重要，某種程度上來說，建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性能力能夠產(chǎn)生更大的抗震能力。建筑結(jié)構(gòu)的延性能力主要是通過破壞部分次要的建筑構(gòu)件來減輕地震對整個建筑結(jié)構(gòu)所造成的破壞，達到對建筑物整體的保護作用。如果在延性框架上的設(shè)計缺乏合理，沒有正確的選擇一個可以受到強力作用的形變構(gòu)件，建筑結(jié)構(gòu)延性構(gòu)件還沒有發(fā)揮其延性就遭到破壞，從而對建筑結(jié)構(gòu)造成破壞。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震設(shè)計需注重的問題

當前，一些建筑設(shè)計人員沒有形成對抗震設(shè)計的正確認識，導(dǎo)致在設(shè)計過程中出現(xiàn)安全隱患，基于此，筆者針對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震設(shè)計需注重的問題進行論述，包括選擇有利的建筑抗震場地、慎重選取建筑結(jié)構(gòu)體系以及強調(diào)建筑物的平面布置規(guī)則性等。

1、選擇有利的建筑抗震場地

建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中要十分注重對建筑抗震場地的選擇，對建筑抗震有影響的場地會大大降低建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震能力。地震災(zāi)害發(fā)生時會引起不同于平常的地表位置錯動，在不同性質(zhì)、不同結(jié)構(gòu)的場地上的建筑物受地震的侵害程度也不一致。劇烈的地層震動會破壞建筑結(jié)構(gòu)，若加之場地選擇不當，建筑結(jié)構(gòu)會被破壞的更嚴重，甚至?xí)?dǎo)致建筑的坍塌。因此，選擇建筑場地時要避免建筑的場地，比如土層軟弱或砂土易被液化等地段。如果很難避開這些地段，就需要進行適當?shù)母脑?，根?jù)確定的抗震級別進行相應(yīng)的地基加固措施。

2、慎重選取建筑結(jié)構(gòu)體系

建筑結(jié)構(gòu)抗震方案的設(shè)計是進行抗震設(shè)計的起點，也是非常關(guān)鍵的要素之一，選取恰當?shù)慕ㄖY(jié)構(gòu)體系與建筑物的整體安全有著密切聯(lián)系，需要特別以下三個方面。第一，抗震設(shè)計不能以偏概全，切忌由于個別建筑結(jié)構(gòu)而影響建筑物的整體抗震性能。要保證建筑結(jié)構(gòu)存在一定的贅余度，即使是在建筑物出現(xiàn)個別部分損壞的情況下，建筑的整體抗震性和穩(wěn)定性也不會受到影響；第二，明確地震的傳遞路徑，準確做好設(shè)計工作中的計算圖。對豎向結(jié)構(gòu)進行具體設(shè)計時，在垂直重力荷載條件下，設(shè)計要保證其相應(yīng)條件下的壓應(yīng)力水平保持均勻，而對轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)來說，上部結(jié)構(gòu)的豎向構(gòu)件會傳來一定的垂直重力荷載，設(shè)計時要保證該荷載力要在轉(zhuǎn)換層經(jīng)過不少于一次、不多于兩次的轉(zhuǎn)換；第三，設(shè)計人員要特別注意使建筑結(jié)構(gòu)體系的強度與剛度保證在適當?shù)乃?。在設(shè)計工作中，要確保每個建筑結(jié)構(gòu)部件的剛度和強度得到均勻分配，符合整體設(shè)計要求，避免個別部件剛度過弱不足以支撐該部件應(yīng)支撐的建筑物區(qū)域情況的出現(xiàn)，科學(xué)的分配剛度和強度。

3、強調(diào)建筑物的平面布置規(guī)則性

在實際的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，除上述兩個需特別注重的問題，建筑物的平面布置要遵循規(guī)則性原則，這也是抗震設(shè)計工作中非常重要的要素之一。在設(shè)計過程中盡量保證方案的規(guī)則性，可以有效的提高整體工作效率，達到預(yù)定的設(shè)計效果。建筑行業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)實踐表明，不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計要另行采取更為復(fù)雜的對策，比如模型計算要用到空間結(jié)構(gòu)相關(guān)理論知識等。

三、提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的對策

1、基礎(chǔ)性防震措施應(yīng)用

1.1地基隔震

地基隔震是在建筑地基與土層之間設(shè)置緩沖層，以便在地震發(fā)生時減小建筑與土層之間的震動碰撞，實現(xiàn)對震能的有效吸收和反射作用，減小地震對建筑物的破壞。目前，我國最常使用的地基隔層為瀝青原料隔震層。

1.2基礎(chǔ)隔震

基礎(chǔ)隔震是整個建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的關(guān)鍵，想要降低地震對建筑物的破壞，就必須要做好基礎(chǔ)隔震措施。在對建筑基礎(chǔ)采取抗震措施時，為了減小地震對上部結(jié)構(gòu)的破壞，需要在建筑物的上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)位置接觸處設(shè)置隔震層，防止地震力由地基處向上部結(jié)構(gòu)傳播，降低地震對建筑上部結(jié)構(gòu)的破壞?；A(chǔ)抗震裝置一般采用混合隔震裝置、基底滑移隔震裝置和夾層橡膠隔震裝置等。

1.3間層隔震

間層隔震是為了吸收地震的沖擊余力而設(shè)置的，間層隔震的有效設(shè)置能夠?qū)φ鹆M行再次削減，以達到降低地震對建筑的破壞作用。間層隔震一般都安裝在原始結(jié)構(gòu)層上，其實我國最早使用的的抗震措施，具有施工操作簡單的優(yōu)勢。

1.4懸掛隔震

懸掛隔震是通過懸掛的方式，將建筑物全部或部分結(jié)構(gòu)脫離地面，從而在地震出現(xiàn)時，降低地面震動與建筑物之間的震力作用。目前，此種抗震措施多用于大型鋼結(jié)構(gòu)建筑當中，收到了較為不錯的抗震效果。

2、增強建筑材料的延展性

鋼和木材是代表性的建筑材料，具備一定的延展性能。我國傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)建筑有著良好的抗震性，在幾次地震中，我國的文物木質(zhì)建筑雖然因為年代久也有損壞，但相對浮躁的現(xiàn)代建筑受地震的影響就曉得多了。在鋼制的鋼梁結(jié)構(gòu)中，延伸性能比較好，能夠有很大程度的變化幅度，吸收作用力。對于建筑整體來說，增強建筑材料的延展性可以很好的提高建筑的強度，即使在地震中發(fā)生一次稍微偏移，地震中的能量被延展性材料吸收，短時間內(nèi)可恢復(fù)到其原本位置，這樣就可以避免建筑在地震中局部受力過大發(fā)生崩裂。

3、采用現(xiàn)澆板工藝

現(xiàn)澆板是指在施工現(xiàn)場就搭好模板，然后安裝好鋼筋，再澆筑混凝土，最后拆除模板。現(xiàn)澆樓板不僅在增強房屋的整體性和抗震性能上占有優(yōu)勢，而且具有很大的承載力，剛度和強度都相對較高。同時在隔聲，隔熱，保溫以及防水等方面與普通的預(yù)制空心板相比，也有相當好的效果。

4、加強建筑薄弱部分

可以對建筑薄弱部分加雙重保護，使建筑重要部位第一層材料毀壞時還有第二層材料替補，延緩地震對建筑的破壞，使高層建筑中的居民有更多時間逃生，加強建筑的安全性。對建筑中受力較大，承載力薄弱的底層結(jié)構(gòu)等部位來進行加固處理，采取有效措施增強建筑的強度和剛度。提高短柱的延展性和承載力，采用“強柱弱梁”的框架，在地震中可以利用梁的形變吸能來消耗地震的能量，這樣可以有效避免框架坍塌。

結(jié)束語

綜上所述，強化對于建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計是一項系統(tǒng)性的設(shè)計過程，需要建筑設(shè)計人員能夠從多角度、全過程、各方面進行系統(tǒng)化的分析與探究，并采取科學(xué)且切實有效的方法進行抗震設(shè)計，以更好的保障建筑工程的穩(wěn)定性和抗震性，建設(shè)抗震性能良好的高質(zhì)量建筑，為地震來臨減少人身的生命和財產(chǎn)損失而努力。

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