關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的抗震設(shè)計的探討

摘要：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計者更要根據(jù)實際情況和自身經(jīng)驗，加大對建筑抗震性能的研究，不斷總結(jié)創(chuàng)新建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震理念。我建議國家在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體方向上，要制定相關(guān)國家政策，嚴(yán)格把控建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，確保建筑結(jié)構(gòu)的整體安全性和穩(wěn)定性，人們的生命安全尤為重要。 本文結(jié)合實踐工作，對建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計方面進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：建筑；抗震；結(jié)構(gòu)設(shè)計；探討

1.建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的概念

一般來說，所謂的建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計就是指通過地震時對建筑結(jié)構(gòu)的破壞，結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)工程長期實踐所積累的經(jīng)驗，總結(jié)形成的一種基本的設(shè)計方法與設(shè)計思想，也是進(jìn)行建筑與結(jié)構(gòu)整體布置并且確定細(xì)部構(gòu)造措施的一個過程。地震動理論上來說就是一種隨機(jī)的振動，它具有人們難以把握的隨機(jī)性、復(fù)雜性與不確定性，要想很精確地預(yù)測某建筑物可能遭遇的地震的特性與參數(shù)，就目前來說我們還很難有更好的方法。在建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計分析這個方面，由于我們不能夠很充分地考慮建筑結(jié)構(gòu)的空間作用、建筑結(jié)構(gòu)的性質(zhì)、建筑的材料以及外界引起變化等等很多種不同的因素，因此有著一種不確定性的存在。所以建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計不能夠全部的取決于計算結(jié)果，更應(yīng)該以建筑結(jié)構(gòu)工程抗震設(shè)計的基礎(chǔ)理論以及經(jīng)過長時間建筑工程抗震經(jīng)驗所能夠總結(jié)出來的建筑工程抗震設(shè)計方法為基本出發(fā)點，進(jìn)而更好的提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。

2.結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計的重要性

2.1概念設(shè)計是解決地震不確定性的好方法。我們對地震破壞機(jī)理還不十分清楚，對地震的破壞現(xiàn)象也只是停留在感性認(rèn)識階段，建筑物抗震計算的原理只是一種近似方法，卻不能代表建筑本身在地震中的真實反應(yīng)。概念設(shè)計的思想不妨是個解決這個問題的好方法。

2.2概念設(shè)計是工程師進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計創(chuàng)新的原則和方法。概念設(shè)計是展現(xiàn)先進(jìn)設(shè)計思想的關(guān)鍵，一個結(jié)構(gòu)工程師的主要任務(wù)就是在特定的建筑空間中用整體的概念來完成結(jié)構(gòu)總體方案的設(shè)計，并能有意識地處理構(gòu)件與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系。

2.3計算理論與實際受力的差別使得概念設(shè)計成為結(jié)構(gòu)抗震的重要途徑。概念設(shè)計的重要，主要是因為現(xiàn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計理論與計算理論存在許多缺陷或不可計算性，這一矛盾使設(shè)計結(jié)果與結(jié)構(gòu)的實際受力狀態(tài)差之甚遠(yuǎn)，為了彌補(bǔ)這類計算理論的缺陷，或者實現(xiàn)對實際存在的大量無法計算的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計，都需要優(yōu)秀的概念設(shè)計與結(jié)構(gòu)措施來滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計的目的。

2.4概念設(shè)計在初步設(shè)計中的重要性。概念設(shè)計之所以重要，還在于在方案設(shè)計階段，初步設(shè)計過程是不能借助于計算機(jī)來實現(xiàn)的。這就需要結(jié)構(gòu)工程師綜合運用其掌握的結(jié)構(gòu)概念，選擇效果最好、造價最低的結(jié)構(gòu)方案。為此，需要工程師不斷地豐富自己的結(jié)構(gòu)概念，深入、深刻了解各類結(jié)構(gòu)的性能，并能有意識地、靈活地運用它們。而人的設(shè)計，就是概念設(shè)計。有很多設(shè)計存在諸多缺陷，主要原因就是在總體方案和構(gòu)造措施上未采用正確的構(gòu)思，即未進(jìn)行概念設(shè)計所致。

3.抗震概念設(shè)計的基本原則

3.1建筑場地選擇的基本原則

場地條件是造成建筑物震害的重要原因，因此在選擇建筑物場地時，工程師應(yīng)該注意掌握場地的工程地質(zhì)、地震活動和地震地質(zhì)等會影響工程的因素，并結(jié)合工程的實際需要，對抗震有利、不利和危險地段做出綜合評價。選擇對建筑抗震有利的地段，例如平坦、開闊的堅硬場地土；避開對建筑抗震不利的地段，當(dāng)無法避開時，要采取有效的抗震措施。

3.2建筑體型的確定原則

建筑物體型應(yīng)力求簡單、規(guī)則、對稱，質(zhì)量和剛度變化均勻，以減少地震作用產(chǎn)生的變形、應(yīng)力集中及扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。

3.3選擇合理的抗震結(jié)構(gòu)體系

結(jié)構(gòu)布置應(yīng)具備多道抗震防線，多道設(shè)置抗震防線是為了防止由于地震的連續(xù)性對建筑物帶來的多次沖擊，以提高建筑物的防震能力。結(jié)構(gòu)應(yīng)具備必要的抗震承載力，良好的變形能力和耗能能力，避免地震對抗震結(jié)構(gòu)體系的破壞，同時結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度需分配合理，避免薄弱環(huán)節(jié)出現(xiàn)。而一旦薄弱環(huán)節(jié)的出現(xiàn)，就要采取有效的加強(qiáng)措施。

4.建筑抗震設(shè)計中各種材料的不同運用方法

4.1磚結(jié)構(gòu)：承重墻厚度不宜小于240mm

磚墻承重或磚柱承重的磚結(jié)構(gòu)房屋，是目前鄉(xiāng)村地區(qū)還比較普遍的一類傳統(tǒng)民居，雖然現(xiàn)在我國人民的生活水平不斷提高了，但是其受歡迎程度在鄉(xiāng)村還是比較高的，所以絕對不容忽視.按其在建筑物中的位置區(qū)分有內(nèi)墻和外墻；按材料和構(gòu)造方式分，有實砌墻、空斗墻和復(fù)合墻。

磚結(jié)構(gòu)房屋，要求墻體均勻、對稱，縱橫墻間距適當(dāng)，并沿豎向上下連續(xù)；門窗位置的安排不要破壞縱橫墻的接結(jié)；承重窗間墻最小寬1.2米。磚柱與磚墻要有足夠的強(qiáng)度，所有承重墻體的厚度，應(yīng)不宜小于240mm，如果是燒結(jié)普通磚和燒結(jié)多孔磚，其強(qiáng)度等級不低于MU10，其砌筑砂漿強(qiáng)度等級不低于M5.

為提高抗震性能，建房時，其樓蓋屋蓋宜優(yōu)先采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板.當(dāng)采用混凝土預(yù)制裝配樓蓋屋蓋時，可在板底處，沿房屋外墻、磚柱頂部設(shè)置現(xiàn)澆的鋼筋混凝土圈梁，以增強(qiáng)磚房的穩(wěn)定性和整體性，并采取措施保證各預(yù)制構(gòu)件之間連接的整體性.此外，據(jù)了解，目前鄉(xiāng)村地區(qū)建房時普遍存在不設(shè)構(gòu)造柱的現(xiàn)象.這一點也值得廣大鄉(xiāng)村居民注意，應(yīng)改變這種傳統(tǒng)做法，必須在建房時在必要部位加設(shè)構(gòu)造柱.。

4.2石結(jié)構(gòu)：樓板石架入支座的支撐長度不小于120mm

石結(jié)構(gòu)房屋、建筑物是沿海很多鄉(xiāng)村因地制宜普遍運用的傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)，歷史悠久、形式多樣、頗具特色。但石材既硬又脆，不具彈性，抗彎、抗拉力和沖擊力顯然比鋼筋混凝和木質(zhì)結(jié)構(gòu)都差，重力荷載大，如施工不佳、布局欠妥，就容易變成地震區(qū)的危房。

采用石結(jié)構(gòu)房屋，必須嚴(yán)格控制層數(shù)，不蓋或少蓋多層石結(jié)構(gòu)樓房，并力求材質(zhì)和選用合適結(jié)構(gòu)形式，保證施工質(zhì)量。由于石砌墻體自重和承重大，還要盡可能按現(xiàn)代建筑技術(shù)的各項規(guī)定施工，不論哪一種墻體砌筑形式，砌體連結(jié)處灰縫一定要飽滿、密實，并采用經(jīng)過加工整平的優(yōu)質(zhì)方石材坐漿疊砌，少用或不用厚度大的墊片。縱橫墻的交會點――墻體轉(zhuǎn)角部位寬度應(yīng)加大，內(nèi)外墻要連結(jié)緊，并輔以鋼筋加固，以增強(qiáng)抗震力。

4.3木結(jié)構(gòu)：骨架盡可能采用穿斗式

木骨架承重房屋，在一些鄉(xiāng)村民宅仍有一定比例。木結(jié)構(gòu)一般由梁、柱、檁條和椽子等組成骨架，承受房屋和樓層的荷載，墻只起著圍護(hù)與間隔作用。

建房時，增強(qiáng)縱向與橫向的穩(wěn)定性，是木屋架承重房屋有效的抗震措施。一般采取在梁與柱之間增設(shè)斜撐和剪刀支撐來加強(qiáng)。骨架盡可能采用穿斗式，柱腳基座最好做成現(xiàn)澆混凝土座，并用鐵件、螺栓錨固；各連結(jié)點涂刷瀝青等以防潮、防腐、防蟲蛀。

木結(jié)構(gòu)的房屋還有一些是由土墻或土坯墻支撐木質(zhì)屋頂?shù)?。土墻的?qiáng)度和耐久性，很大程度取決于土質(zhì)的優(yōu)劣。建房時應(yīng)盡量保證墻身互相聯(lián)結(jié)好，避免孤立墻，在墻身交接處或墻身過長時，須加筋或設(shè)圈梁，房屋總長度不宜超過60米，跨度不大于6米的屋架及超過1500公斤的集中荷載，若仍支承在土墻上須加墊板。

5.結(jié)語

由于地震具有隨機(jī)性、復(fù)雜性、藕聯(lián)性，每次地震所產(chǎn)生的波形各異，因而其對建筑物的作用各不相同，所產(chǎn)生的破壞程度也千差萬別。作為結(jié)構(gòu)工程師來說，必須使這一理念貫穿于結(jié)構(gòu)設(shè)計的整個過程當(dāng)中，既要嚴(yán)格把握好設(shè)計的大原則，又要全面考慮諸多因素，最終才能保證設(shè)計的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性，為社會創(chuàng)造更多精品工程。

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