對(duì)新時(shí)期建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的探究

【摘 要】 隨著人類的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)社會(huì)的提高，隨之而來的就是水災(zāi)旱災(zāi)以及各種自然災(zāi)害給人類帶來的災(zāi)難，在這些自然災(zāi)害中破壞性大而且至今還沒有有效方法對(duì)其進(jìn)行預(yù)報(bào)的就是地震，地震一旦發(fā)生就會(huì)對(duì)人類帶來災(zāi)難性的損失。對(duì)于這種情況，對(duì)建筑物的施工過程中進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)是一種有效的措施。本文主要講述了抗震的設(shè)計(jì)概念以及對(duì)建筑抗震設(shè)計(jì)的思路，其目的就是為了當(dāng)?shù)卣饋砼R時(shí)能有效的保護(hù)建筑物，另一方面還能在災(zāi)難降臨時(shí)保護(hù)人民群眾的生命安全，同時(shí)也是對(duì)國(guó)家設(shè)施安全的保證。

【關(guān)鍵詞】 建筑結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計(jì)；探討

1 引言

隨著城市化進(jìn)程的加快和人類生活水平的提高，在現(xiàn)代的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)就是對(duì)建筑的抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。對(duì)建筑物的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接能影響到其抗震能力，也是在沒辦法預(yù)測(cè)地震的情況下保護(hù)建筑受到損害的有效方式。針對(duì)這種情況，下面主要對(duì)建筑物抗震的結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行討論。

2 抗震概念設(shè)計(jì)

建筑工程的抗震概念設(shè)計(jì)，換種說法就是根據(jù)基本的建筑設(shè)計(jì)原則和思路對(duì)具體的建筑工程進(jìn)行工程布局并對(duì)細(xì)節(jié)的構(gòu)造進(jìn)行確定的過程，其設(shè)計(jì)的原則和思路是在長(zhǎng)期的工作經(jīng)驗(yàn)中形成的。在對(duì)抗震設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)抗震的計(jì)算是不可或缺的，抗震計(jì)算的基礎(chǔ)是概念設(shè)計(jì)。概念設(shè)計(jì)之所以在與抗震計(jì)算的比較中起著更重要作用的原因有三個(gè)，首先就是地面和地震的運(yùn)動(dòng)具有極大的不確定性，其次就是我們還沒有對(duì)地震時(shí)地面運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性有很確切的掌握，最后就是地震時(shí)的結(jié)構(gòu)反應(yīng)負(fù)責(zé)程度并沒有在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念中充分的體現(xiàn)出來。所以，簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的靠著計(jì)算的結(jié)果就完成對(duì)建筑的抗震設(shè)計(jì)是不全面的，甚至是很危險(xiǎn)的?？拐鸶拍钤O(shè)計(jì)的基本原則是要注意抗震場(chǎng)地的科學(xué)選擇，選擇合適的結(jié)構(gòu)抗震體系，選擇合理的結(jié)構(gòu)材料。

3 建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)

3.1 抗震場(chǎng)地的科學(xué)選擇

地震對(duì)建筑物的破壞，除了由于是地面的震動(dòng)直接引起的破壞外，還有一個(gè)重要的原因就是因?yàn)閳?chǎng)地的條件。建筑用地是受到很多的限制因素影響的，有危險(xiǎn)性的或者不利往往是不能作為建筑用地的，除此之外基本都能作為建設(shè)用地，由于場(chǎng)地的條件不同，就有必要對(duì)地基情況對(duì)建筑物受到的破壞的強(qiáng)弱進(jìn)行分類，這樣就能根據(jù)不同的場(chǎng)地進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，采取抗震措施。在對(duì)建筑用地的選擇時(shí)要選擇對(duì)建筑的抗震有利的位置，最大限度的避開不利的一端，比如河岸和由于地面不平引起的巖性不均勻的地段。

3.2合理的選擇抗震結(jié)構(gòu)體系

（1）為了減小由于部分結(jié)構(gòu)或者是某個(gè)構(gòu)件出現(xiàn)損壞而造成的整個(gè)系統(tǒng)的各方面能力喪失的可能性，應(yīng)該設(shè)計(jì)出多條抗震防線。只有將多個(gè)延性特別好的分體系通過具有很好延性的構(gòu)件聯(lián)通成為一個(gè)整體，才能形成一個(gè)性能十分好的抗震結(jié)構(gòu)體系。根據(jù)大多數(shù)的情況來說，抗震防線的第一道會(huì)選取對(duì)于重力不進(jìn)行負(fù)擔(dān)的豎向支撐或者是填充墻，還有的會(huì)選擇具有很好延性并且軸壓比較小的抗震墻作為抵抗側(cè)方壓力的構(gòu)件。位于框架-抗震墻結(jié)構(gòu)體系的抗震墻是歸屬于第一道防線的范圍內(nèi)的，所以在地震發(fā)生后，抗震墻由于受到地震影響，在吸收了地震所傳來的部分能源后會(huì)造成部分損壞而退出工作，之后就由框架的那一部分充當(dāng)起第二道抗震防線的作用。這個(gè)體系是充分考慮到了抗震墻可以對(duì)地震力起到很大的承受作用而設(shè)計(jì)的。此外，原理相同的還有一種延性框架為強(qiáng)栓弱梁型。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生以后，梁發(fā)生的屈服會(huì)比柱要提前，因?yàn)榱旱淖冃螘?huì)將一部分的地震能量消耗掉，所以梁也起到了第一道防線的作用。而柱就發(fā)揮著第二道防線的作用。當(dāng)然，也可以通過在抗震體系中的一些特定位置安裝具有消耗能源作用的元件來實(shí)現(xiàn)把抗震結(jié)構(gòu)變成同時(shí)擁有多道防線的抗震體系的目的。

（2）合理的剛度和強(qiáng)度分布

為了有效地避免由于局部區(qū)域的削弱或者是突變而出現(xiàn)薄弱區(qū)域的情況，應(yīng)該對(duì)剛度和強(qiáng)度都進(jìn)行一個(gè)合理的分布。此外，還應(yīng)該避免出現(xiàn)應(yīng)力過大或者塑性變形這種情況的集中出現(xiàn)，應(yīng)該針對(duì)薄弱部位做好充足地抗震措施，使其抗震能力得到提高。當(dāng)?shù)卣鹗謴?qiáng)烈的時(shí)候，在結(jié)構(gòu)中并沒有對(duì)強(qiáng)度有任何的安全儲(chǔ)備，所以構(gòu)件在實(shí)際中所表現(xiàn)出的強(qiáng)度分布就成了對(duì)薄弱層進(jìn)行判斷的一個(gè)指標(biāo)。此外，抗震結(jié)構(gòu)中應(yīng)該選取具有更好延性的構(gòu)件來進(jìn)行連接，這樣可以達(dá)到一個(gè)使整體提高變形能力的目的。對(duì)此還做出了如下要求：第一，使抗震結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件具有更好的延性，從而達(dá)到提高其變形能力并且減小由于構(gòu)件太脆而造成損壞的可能性的作用。所以說，用鋼筋混凝土制造的圈梁，構(gòu)造柱以及芯校是砌體結(jié)構(gòu)中必不可少的部分。以鋼筋混凝土為原料制成的構(gòu)件在進(jìn)行尺寸的選擇時(shí)應(yīng)該做到合理而且對(duì)于配置所需的縱向鋼筋以及箍筋都要進(jìn)行合理搭配。在這個(gè)過程中要注意避免剪切造成的損壞發(fā)生在彎曲發(fā)生的損壞之前，還要注意不要讓混凝土因?yàn)槭盏綁毫λl(fā)生的損壞在鋼筋發(fā)生屈服之前就已經(jīng)出現(xiàn)。另外，保持整個(gè)結(jié)構(gòu)的大體穩(wěn)定以及個(gè)部分的局部穩(wěn)定也是很重要的。

（3）選擇適當(dāng)?shù)牟牧希?減輕自重

在對(duì)高層建筑進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)，首先要做的就是對(duì)使用材料的抗震模糊度進(jìn)行分析，對(duì)材料的參數(shù)變異性進(jìn)行綜合的考慮，由于地震的強(qiáng)烈程度和地震的隨機(jī)性，所以也要對(duì)模糊性對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震可靠度進(jìn)行考慮。

3.3 合理的建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)

（1）建筑結(jié)構(gòu)靠的是延展性來抵抗地震作用對(duì)墻體的非彈性形變。所以在地震發(fā)生時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)的延性和建筑的結(jié)構(gòu)有著同樣的重要性。為了讓鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)能在地震發(fā)生時(shí)能夠表現(xiàn)出良好的延性，就有必要在對(duì)其參數(shù)設(shè)計(jì)時(shí)將塑形變形重點(diǎn)集中在具有很好的延展能力的構(gòu)件重，或者集中在容易保證良好延展性的構(gòu)件中。建筑的參數(shù)設(shè)計(jì)是對(duì)地震作用下的房屋構(gòu)件的響應(yīng)計(jì)算，其中包含歲各墻柱梁板的承載力和變形等計(jì)算。

（2）在進(jìn)行開市計(jì)算工作之前，要根據(jù)高層建筑的實(shí)際工況，確定合適的計(jì)算模型，特殊情況下能根據(jù)概念設(shè)計(jì)做相應(yīng)的簡(jiǎn)化處理和計(jì)算。計(jì)算軟件條件在輸入時(shí)要嚴(yán)格的按照相關(guān)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行，根據(jù)實(shí)際施工情況可以做特殊的處理。在對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)進(jìn)行變形和內(nèi)力分析時(shí)，要采取兩種以上不同的力學(xué)模型，目前常用的理論有兩種，分別是主拉應(yīng)力和剪摩理論。主拉應(yīng)力理論主要用于磚砌體，剪摩理論主要用在砌塊結(jié)構(gòu)上。

4 小結(jié)

隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，對(duì)建筑的要求也越來越高，在施工前對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工設(shè)計(jì)時(shí)要從整體出發(fā)，并綜合的處理好建筑物的功能和美觀等方面的內(nèi)容。在對(duì)建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要采用合適的施工工藝，建設(shè)安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理的現(xiàn)代化建筑。

參考文獻(xiàn)

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[2]張曉慧，楊海林，郭瑞.淺談混凝土結(jié)構(gòu)抗震加固方法.《科技資訊》.2012年20 期