芻議建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)分析

史曼柏

廣東華鼎新維設(shè)計(jì)工程有限公司安徽分公司 安徽省合肥市 230041

摘要：隨著社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、建筑科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)高層住房要求越來(lái)越高，這就要求住宅高層建筑結(jié)構(gòu)不僅要堅(jiān)固耐用，而且要美觀。鑒于此，本文對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析探討。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；抗震；設(shè)計(jì)

一、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)原則

1、結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的目標(biāo)

抗震設(shè)計(jì)時(shí)，要保證發(fā)生小地震時(shí)安全，不會(huì)給住宅造成毀壞；當(dāng)發(fā)生中級(jí)地震時(shí)，住宅所受的損壞不大，不會(huì)為居民帶來(lái)安全威脅，并且住宅所損壞的結(jié)構(gòu)可以修復(fù)并繼續(xù)使用；當(dāng)出現(xiàn)大地震時(shí)，不會(huì)倒塌，可以給人們空間、時(shí)間及時(shí)逃離。結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)總得來(lái)講就是：小震安全可靠、中震損壞可修、大震高樓不倒。

2、結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的原則

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮幾個(gè)方面的因素，以達(dá)到優(yōu)化結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的目的。首先，住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要具備一定的剛性和彈塑性，在地震力影響住宅時(shí)不會(huì)因?yàn)閯傂赃^(guò)硬或者彈塑性過(guò)大，使得其的結(jié)構(gòu)發(fā)生無(wú)法修復(fù)的形變。其次，由于強(qiáng)震都伴隨著不同程度的余震，這時(shí)就不允許住宅結(jié)構(gòu)過(guò)度追求抗震能力，這會(huì)導(dǎo)致住宅剛性過(guò)大，而無(wú)法承受余震帶來(lái)的壓力，這就要求在抗震設(shè)計(jì)時(shí)既要抗住強(qiáng)震的破壞力，又要承受得了余震的多次侵?jǐn)_。最后，為了避免剛性太小，導(dǎo)致住宅結(jié)構(gòu)在余震攻擊下變形過(guò)大而無(wú)法修復(fù)，所以要求建筑具備延性良好的分體系，防止住宅在強(qiáng)震中集體崩塌。

二、建筑結(jié)構(gòu)抗震的優(yōu)化設(shè)計(jì)

1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常用的減震技術(shù)

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中使用到的消能減震技術(shù)，是使用建筑以外的部件，在一定程度上來(lái)加大建筑的阻尼，消耗地震產(chǎn)生的能量，避免建筑由于地震而遭受破壞。能夠減小地震能量，起到建筑安全保護(hù)的裝置與元件有很多，一般是各種不同的消能器與阻尼器，通常人們將這些裝置分成滯回型與粘滯型這兩類。現(xiàn)階段，減震技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，主要有下面這樣幾種情況。

1.1新建建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

伴隨人們防震減災(zāi)意識(shí)的不斷加強(qiáng)，建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念也隨著得到更新，人們對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的減震設(shè)計(jì)、隔震設(shè)計(jì)給予了更多的重視。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，除了可以對(duì)于建筑的基礎(chǔ)部分使用特殊方法進(jìn)行處理外，還能夠通過(guò)安裝消能減震裝置或者是使用元件減輕地震對(duì)于建筑造成的影響，保障人民的人身安全和財(cái)產(chǎn)安全。

1.2對(duì)建成建筑的抗震加固

對(duì)于建筑的地基進(jìn)行隔震設(shè)計(jì)的時(shí)候，施工人員需要在建筑正式開工之前就根據(jù)隔震設(shè)計(jì)的有關(guān)措施，對(duì)于相應(yīng)的工作進(jìn)行有效完成。最遲也需要在建筑施工的過(guò)程中，在建筑的關(guān)鍵位置安裝有效的隔震裝置。倘若在建筑建成之后，再想對(duì)建筑進(jìn)行抗震加固，就需要使用增加阻尼的方式，在建筑結(jié)構(gòu)上重新加強(qiáng)消能減震的裝置。消能減震裝置比較適合用在高層建筑結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)之中，在建筑中，消能減震裝置業(yè)適用于建筑的各個(gè)部位，其使用較為廣泛，不僅僅能夠使用在建筑的上部結(jié)構(gòu)中，也能夠使用在建筑的隔震夾層中。

2、建筑結(jié)構(gòu)減震設(shè)計(jì)

新建建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。隨著社會(huì)不斷進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，人們的生活水平日益提高，對(duì)建筑物也提出了新的更高要求。隨之，建筑結(jié)構(gòu)隔震、減震設(shè)計(jì)已成為他們關(guān)注的焦點(diǎn)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要對(duì)建筑物基礎(chǔ)部分進(jìn)行必要的特殊處理，充分利用各種消能減震設(shè)備。以此，來(lái)減少地震對(duì)建筑物的破壞，保證人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，但其效果不如隔震層；對(duì)已建建筑物進(jìn)行抗震加固。在對(duì)建筑物進(jìn)行地基、基礎(chǔ)隔震設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要具備一定的前提條件，要在建筑工程還沒施工之前，最晚也需要在施工過(guò)程中，在建筑物的關(guān)鍵位置安裝特別的隔震設(shè)備。不然的話，即使安裝了隔震裝置，在地震來(lái)臨的時(shí)候，也不能起到較好的效果。在建筑竣工之后，想要對(duì)其進(jìn)行抗震加固，需要靈活應(yīng)用增多阻礙的方法，即在建筑物相關(guān)部位設(shè)置消能減震設(shè)備。但這樣會(huì)增加建筑工程建設(shè)的施工成本，使工程造價(jià)超出預(yù)算，不利于實(shí)現(xiàn)最大化的經(jīng)濟(jì)效益。在此基礎(chǔ)上，也會(huì)給工程施工帶來(lái)不必要的麻煩，主要是因?yàn)樵龆嘧璧K的施工程序非常復(fù)雜，施工難度較大。

3、住宅結(jié)構(gòu)抗震體系

建筑結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)就是建筑具備一個(gè)科學(xué)、合理的結(jié)構(gòu)抗震體系。在建筑結(jié)構(gòu)抗震體系的設(shè)計(jì)時(shí)，要充分分析住宅的場(chǎng)地、建造資金、可能發(fā)生的地震的性質(zhì)，尋找最優(yōu)的結(jié)構(gòu)抗震體系。首先，分析可能發(fā)生的地震具備性質(zhì)和破壞能力，其對(duì)高層住宅存在哪些潛在的危險(xiǎn)因素，設(shè)計(jì)好住宅盡可能少地吸收地震的能量，可以在建筑頂層鋪設(shè)一層保護(hù)層———橡膠層，其可以緩沖地震帶來(lái)沖擊力，減少住宅所受的壓力，提高住宅的抗震能力。其次，高層住宅在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，要設(shè)計(jì)好多個(gè)防震保護(hù)層，確保住宅在多重余震的侵?jǐn)_下能夠安然無(wú)恙。這就需要首先選擇在整個(gè)住宅中不承擔(dān)重力負(fù)載的結(jié)構(gòu)，如住宅的框架墻結(jié)構(gòu)。住宅建造時(shí)要才有一定建造技術(shù)，提高住宅傳遞地震能量能力，減少受破壞的結(jié)構(gòu)影響到整棟住宅的抗震能力。這就需要住宅建設(shè)時(shí)，要保證住宅結(jié)構(gòu)抗震體系是一個(gè)完整的體系，內(nèi)部各結(jié)構(gòu)件雖然協(xié)同工作，共同構(gòu)成抗震體系，但是各個(gè)結(jié)構(gòu)間盡可能地相對(duì)獨(dú)立，不受太大的影響，保證其被破壞時(shí)不會(huì)殃及整個(gè)住宅。

3、建筑建造地理位置的選擇

建筑在建造前要選擇地理位置好的場(chǎng)地，減少場(chǎng)地不好給住宅帶來(lái)的危害。當(dāng)沒辦法完全避開危險(xiǎn)地段時(shí)，盡可能遠(yuǎn)離容易出現(xiàn)地震的地段，避免在較危險(xiǎn)的場(chǎng)地建筑甲、乙、丙類型的住宅。同時(shí)高層住宅的選址時(shí)，要提高勘察力度，充分了解由于場(chǎng)地的原因給住宅結(jié)構(gòu)帶來(lái)的危害，在建造住宅時(shí)盡可能避開這些危害因素，保證住宅的安全性。

4、建筑的平面、空間的設(shè)計(jì)

建筑的結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)，要結(jié)合最新的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50011—2001）》的要求，保證選擇恰當(dāng)?shù)某至印＝ㄖ矫嬖O(shè)計(jì)時(shí)，要保證其的形狀和抗側(cè)力構(gòu)件有規(guī)律、整體性，盡量避免使用軸壓比較大的鋼筋混凝土作為住宅抗震的第一個(gè)保護(hù)層。住宅結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，還有考慮其具備抵抗多個(gè)余震的襲擊，盡肯能地建造規(guī)則的住宅，提高住宅的固有頻率，降低地震對(duì)住宅整體的影響。住宅結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，能夠均勻分布剛度和強(qiáng)度，才有經(jīng)濟(jì)、有效的設(shè)計(jì)方案，提高住宅的抗震能力。同時(shí)住宅結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)應(yīng)該具備較容易分析地震對(duì)住宅的影響能力，以提高住宅維護(hù)的能力。

結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)上文淺要分析建筑結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)的內(nèi)容，首先，在設(shè)計(jì)其抗震系統(tǒng)時(shí)，要明確建造高層住在的目標(biāo)、建造原則，抗震系統(tǒng)能夠做到小震安全可靠、中震損壞可修、大震襲擊不倒。其次，建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要合理，結(jié)構(gòu)規(guī)則，剛性分布合理，各層間的位移有度，同時(shí)還要盡可能地保證幾何中心和剛心在同一軸線上，提高抵抗住宅的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，保證住宅的安全。最后，根據(jù)住宅設(shè)計(jì)的目標(biāo)和要點(diǎn)，建設(shè)符合住宅的結(jié)構(gòu)抗震體系，保證整體的完整性和各個(gè)構(gòu)件的獨(dú)立性。安全可靠的結(jié)構(gòu)抗震系統(tǒng)就是優(yōu)化住宅抗震能力，提高住宅的可靠性

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