關(guān)于建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的相關(guān)研究

【摘要】建筑企業(yè)應(yīng)當(dāng)從構(gòu)建抗震的結(jié)構(gòu)體系、抗震布局設(shè)計、抗震防線的設(shè)計等方面對建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計進行研究，挖掘更有效的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高建筑工程的防震能力，保障人民群眾的生命財產(chǎn)安全。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；設(shè)計研究；結(jié)構(gòu)設(shè)計

前 言

一直以來，自從高層建筑成為建筑界新秀，其抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計就廣受人們的關(guān)心。我國的地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，屬于地震多發(fā)國家，這就對高層建筑的抗震性能提出了更高的要求，即所謂“小震不倒、中震可修、大震不倒”。在實際設(shè)計中，設(shè)計人員需要參考抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，在強度、剛度、延性及耗能能力等方面達到最佳的抗震性能，增加經(jīng)濟適用性，提高居住安全性和人民生活幸福指數(shù)。

1.抗震設(shè)計的基本原則

1.1充分考慮建筑材料的結(jié)構(gòu)及力學(xué)穩(wěn)定性

在進行高層建筑抗震設(shè)計規(guī)劃時，首先要充分考慮建筑材料的結(jié)構(gòu)及力學(xué)穩(wěn)定性。設(shè)計人員要準(zhǔn)確把握高層建筑的剛度值要求，對高層混凝土建筑構(gòu)件的剛度、建材性能、建筑構(gòu)件之間的連接設(shè)置等做到心中有數(shù)。地震的發(fā)生具有隨機性，人們尚不能利用現(xiàn)有的科技手段對于即將發(fā)生的地震加以準(zhǔn)確的預(yù)測，提高建筑物的抗震性能仍然是目前為止有助于減少地震帶來的人員傷亡和財產(chǎn)損失最有效的方法。高層建筑應(yīng)當(dāng)采用對稱的設(shè)計方案，保證抗震布局和抗震結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，有利于確保高層混凝土建筑的波動受力保持在可控制的范圍內(nèi)，避免不良的抗震布局引發(fā)地震對建筑的連鎖傷害。

1.2盡可能設(shè)置多道抗震防線

生活在地震多發(fā)區(qū)的人們知道，每次強震之后總是伴隨著多次的余震。一些建筑物能夠在強震中保持屹立不倒，基本上不會帶來人員傷亡和大的財產(chǎn)損失，但卻往往難以承受多重的余震。這是因為首次的強震雖然表面上沒有受到大的損失，但其內(nèi)部結(jié)構(gòu)已經(jīng)受到動搖，只要余震來臨，就會由于結(jié)構(gòu)損傷的積累而造成建筑物的倒塌，故而單道抗震防線設(shè)計的建筑并不能真正達到理想的抗震效果，必須設(shè)置多重的延性優(yōu)良抗震防線聯(lián)合發(fā)力，協(xié)同工作，使得建筑物在遭受余震襲擊后經(jīng)過小型的修理或不必修理就可以繼續(xù)使用，如此才能有效的保證建筑的安全，提高建筑的使用年限。優(yōu)化抗震防線設(shè)計可以提高建筑工程的抗震能力，設(shè)計施工單位應(yīng)當(dāng)對此進行深入規(guī)劃。

1.3控制扭轉(zhuǎn)效應(yīng)

地震的作用力是多方向的，除了地震橫波造成的水平作用力和縱波產(chǎn)生的豎向作用力之外，還會產(chǎn)生一個扭轉(zhuǎn)力作用，在多方受力的情況下，地勢波動較為劇烈，帶來地裂等破壞力強烈的地震效應(yīng)，使人民的生命財產(chǎn)安全受到了極大的威脅。在高層建筑的抗震設(shè)計中應(yīng)當(dāng)充分考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)所能造成的最大破壞力，強調(diào)細節(jié)的完善性，全力排除不可靠因素，通過選取所測定的最大位移部分的剛度以及減弱最小位移節(jié)點剛度，保持結(jié)構(gòu)在整體方面位移的一致性，對于不穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)及時加以調(diào)整，使之符合標(biāo)準(zhǔn)。

2.現(xiàn)有抗震設(shè)計中存在的問題

2.1設(shè)計前缺乏嚴謹?shù)膶嵉乜辈?/p>

建筑工程強調(diào)整體性和差異性，前期的設(shè)計工作開始前，應(yīng)該對實際的建設(shè)場地進行全面的勘察，全面了解地理位置、地理環(huán)境、水紋條件等為抗震設(shè)計工作提供數(shù)據(jù)和資料基礎(chǔ)。一些建設(shè)單位在設(shè)計前缺乏嚴謹?shù)膶嵉乜辈?，對這項工作的的重要性沒有充分的認識，給建筑物的結(jié)構(gòu)帶來安全隱患。建筑物良好的抗震性能是要以地基設(shè)計為基礎(chǔ)的，設(shè)計師除了要根據(jù)構(gòu)件變形與結(jié)構(gòu)位移的關(guān)系來確定構(gòu)件的變形值之外，還要使結(jié)構(gòu)的變形能力滿足在預(yù)期的地震作用下的變形要求，依據(jù)截面達到的應(yīng)變大小及分布來確定構(gòu)件的構(gòu)造要求，如果缺乏全面完善的建筑場地巖土工程勘察資料，這一切都無從談起。

2.2抗震體系存在漏洞

一些大型地震震后建筑物調(diào)查資料顯示，在地震鎮(zhèn)中坍塌損毀造成較多人員傷亡的建筑物中除了一些年久失修的老房子之外，還有一些新近修建的具有抗震設(shè)計的建筑物。這些建筑雖然做了一定的抗震設(shè)計，卻沒有達到預(yù)期的效果，主要原因就是其抗震結(jié)構(gòu)體系不完整，存在明顯的設(shè)計缺陷和安全漏洞。部分剛度不符合標(biāo)準(zhǔn)的混凝土建筑在強大的震動結(jié)主體結(jié)構(gòu)受到一定程度的損毀，往往因為余震的到來而崩塌。

2.3建筑材料不符合標(biāo)準(zhǔn)

建筑材料的性能是建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的承載者和實現(xiàn)者。如果建筑材料不符合相關(guān)的建筑和抗震標(biāo)準(zhǔn)，那么無論多么精良嚴謹?shù)脑O(shè)計也無濟于事，豆腐渣工程帶來的不僅僅生命和財產(chǎn)損失，它所造成的情感傷也是是有目共睹的，這令所有國人都痛心不已。建筑抗震能力的強弱直接關(guān)系著人們的生命財產(chǎn)安全，地震對結(jié)構(gòu)作用的大小幾乎與結(jié)構(gòu)的質(zhì)量成正比。在地震多發(fā)區(qū)，建筑行業(yè)應(yīng)當(dāng)選用相同條件下質(zhì)量較輕的材料，以減少震害作用，例如建筑物的樓板、墻體、框架、隔斷、圍護墻以及屋面構(gòu)件中，多孔磚、硅酸鹽砌塊、陶?；炷?、加氣混凝土板、空心塑料板材等輕質(zhì)材料的廣泛應(yīng)用能夠顯著的改善建筑物大抗震性能。

3.改善建筑物抗震性能的措施

3.1注重實地調(diào)研

毛主席曾經(jīng)說過，沒有調(diào)查就沒有發(fā)言權(quán)。各行各業(yè)都是如此，建筑業(yè)當(dāng)然不例外。設(shè)計師要注重實地調(diào)研，以高層混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)庫為抓手，研究相關(guān)資料和實際案例，綜合考慮建筑地形和地質(zhì)條件，通過反復(fù)協(xié)調(diào)和科學(xué)模擬，探究科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)力學(xué)模型，著力降低建筑物在地震后的損壞，最大限度的降低地震災(zāi)害發(fā)生時所造成的損失。地質(zhì)演化是一個漫長的過程，受到各種因素的干擾和控制，設(shè)計師一定要在參考歷史地質(zhì)資料的基礎(chǔ)上，深入調(diào)查，廣泛研究，做好地基設(shè)計，為整體結(jié)構(gòu)的剛度比例打好基礎(chǔ)。

3.2完善結(jié)構(gòu)設(shè)計

高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計是一項復(fù)雜龐大的工程，設(shè)計工單位在設(shè)計時應(yīng)注意平衡建筑的內(nèi)力分配，考量整體建筑的高度，考慮選材等因數(shù)，提高建筑的承載力，保持高強度的穩(wěn)定性將每一個部件的支點或者節(jié)點都安排的恰到好處，對地震帶來的外力影響做好充分的安全儲備，綜合經(jīng)濟學(xué)、美學(xué)、建筑學(xué)等學(xué)科，按照建筑抗震結(jié)構(gòu)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，不斷提高建筑的穩(wěn)定性。

3.3選用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的抗震材料

高層混凝土建筑的構(gòu)建布局直接影響著混凝土結(jié)構(gòu)能否處于牢固穩(wěn)定的平衡狀態(tài)，消除高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)主體變形的不利影響，使其布局勻稱和受力平衡，達到高層混凝土建筑的剛度設(shè)計要求。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的建筑材料對于建筑抗震性能的提高意義重大，有利于最大程度地協(xié)調(diào)和控制高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)各個部分的受力情況，確保建筑的安全可靠，受力穩(wěn)定?；炷两ㄖ年P(guān)鍵部位要進行嚴格的處理，應(yīng)當(dāng)結(jié)合施工位置周圍實際的地質(zhì)情況，重點考慮高層混凝土建筑豎向構(gòu)件的受力情況，提高高層建筑的抗震能力。

結(jié) 語

建筑物的抗震性能是檢驗建筑物安全性的重要指標(biāo)，做好抗震結(jié)構(gòu)實際研究工作對于改善人居環(huán)境具有重要的意義。受到多方面技術(shù)水平和人力物力的局限，現(xiàn)階段我國的高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面仍存在很大的缺陷。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員要想方設(shè)法，多從自身尋找原因，努力提高建筑工程的抗震性能，以建筑物的使用和安全為出發(fā)點和立足點，減輕地震對建筑工程的干擾和損害，提高建筑工程的使用效益。

參考文獻

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作者簡介：

姓名：韋廣添 出生年：1987 性別：男 職稱：中級 主要從事工作：結(jié)構(gòu)設(shè)計 工作單位：華南創(chuàng)圖設(shè)計有限公司 郵編：510630