淺析建筑結(jié)構(gòu)設計中的抗震設計

文/丁星　南京長安建筑規(guī)劃設計有限公司　江蘇南京　211102

淺析建筑結(jié)構(gòu)設計中的抗震設計

文/丁星南京長安建筑規(guī)劃設計有限公司江蘇南京211102

本文簡述了建筑結(jié)構(gòu)中抗震設計的基本情況，分析了抗震設計在建筑結(jié)構(gòu)設計中的重要性及設計原則，并重點對建筑結(jié)構(gòu)設計中抗震設計的要點進行了探討。

建筑結(jié)構(gòu)設計；抗震設計；要點

近些年盡管我國經(jīng)濟發(fā)展程度正在不斷加大，但是由于各種自然災害問題的頻出，尤其是地震問題，造成我國人民的生命財產(chǎn)安全受到一定的威脅。地震災害的出現(xiàn)往往會帶來巨大的毀滅，但是這種災害問題是很難人為控制或者是預測的，所以很難從根本上防護這一問題，由此有效將抗震設計方法融入到建筑項目結(jié)構(gòu)設計過程中，提升建筑的抗震性能，保證建筑的穩(wěn)固程度，具有一定的現(xiàn)實意義。

1、建筑結(jié)構(gòu)中抗震設計的基本情況

眾所周知，地震的產(chǎn)生具備非常大的不確定性和復雜性，就算是特別正確的測震儀器通常也做不到穩(wěn)操勝券。所以，作為一個龐大而又繁雜系統(tǒng)的建筑物，在地震發(fā)生的時候，它的構(gòu)造方面也許會出現(xiàn)許多復雜的改變。因此說，建筑構(gòu)造中的抗震設計程序中不具體完全憑借于“計劃設計”來實施解決，而是需要我們立足于建筑項目抗震理論與項目抗震的現(xiàn)實經(jīng)驗，從“概念設計”的方面來看待建筑構(gòu)造的整體抗震能力和反應，抗震設計人員要依照建筑構(gòu)造的破壞經(jīng)過靈活的應用抗震設計方法，全面地開始處理虛構(gòu)設計當中發(fā)生的部分問題，不但要考慮到建筑整體布局的原則，也要顧慮到各個重要細小位置的結(jié)構(gòu)，從而從根本上提高建筑物的抗震能力。

2、抗震設計在建筑結(jié)構(gòu)設計中的重要性

地震災害是危害最大的自然災害之一，同時也是對建筑工程結(jié)構(gòu)傷害最大的危害，如何提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能已經(jīng)成為困擾眾多建筑結(jié)構(gòu)設計人員的難題。在人類史上，發(fā)生的地震災害都造成了嚴重的人員傷亡和經(jīng)濟損失，如唐山大地震、汶川地震等。隨著全球化、城市化發(fā)展進程的加快，許多國家、城市高層建筑的數(shù)量不斷的增加，城市人口密度也在不斷的增加，過多的人和財富都集中在一個區(qū)域，一旦該區(qū)域發(fā)生地震災害，其在成的人員傷亡和財產(chǎn)損失是不可估量的。地震是一種自然災害，現(xiàn)階段的科學技術手段并不能夠完全準確的預測地震災害的方法，并且也沒有相應有效的防止對策。針對地震這種不確定、危害性的大自然災害，世界各國的地震工程界都進行了深刻的反思——如何利用現(xiàn)有的抗震思想和技術降低地震給建筑帶來的損失。目前，全球90%以上的國家進行建筑抗震設計堅持的原則為“小震不破壞建筑結(jié)構(gòu)、中震建筑可加固、大震建筑不倒”，該抗震原則的廣泛推廣和應用，在很大程度上提高了建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。但是，在小、中地震災害發(fā)生時，會導致出現(xiàn)建筑部分結(jié)構(gòu)功能喪失的現(xiàn)象，由于建筑內(nèi)的技術裝備、裝飾等費用超過建筑結(jié)構(gòu)本身的費用，其造成的經(jīng)濟損失是不可估量的，由此可見加強建筑結(jié)構(gòu)抗震設計的重要性。

3、建筑抗震結(jié)構(gòu)設計的基本原則

3.1抗震的防線要盡可能性地安排

抗震防線要盡可能地安排，這樣讓多個延展性相對好的分體也能夠產(chǎn)生完整的抗震的結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)，應用這樣一個具備延展性的結(jié)構(gòu)構(gòu)件實施一定的合作，也能夠讓這樣的框架產(chǎn)生一個優(yōu)良的結(jié)構(gòu)。在通過了級數(shù)相對大的地震以后，隨后還會有余震。假如只設計了第一道防線，那么余震非?？赡軙o建筑物再帶來非常大的風險，也許會導致建筑物的倒塌。假如設計合理，能夠在很大程度上提高建筑物的抗震強度。

3.2構(gòu)件間的可靠連接要獲得保障

確保每一個構(gòu)件最大限度的發(fā)揮承載力，提高建筑物抗震功能，重點是增強構(gòu)件間的連接，讓其可以跟地震時大變形的延性要求和傳遞地震力時的強度要求相符。

3.3房屋要有足夠的豎向剛度

設計時，構(gòu)造沿縱、橫兩個方向的整體豎向剛度要充分，房屋基礎的整體性要相對強，方便抵御地震產(chǎn)生時也許會形成的地面裂隙穿過房屋和地基不平均沉降所導致的危害。

4、建筑結(jié)構(gòu)設計中的抗震設計要點

4.1合理的選擇建筑場地

建筑的抗震功能是依據(jù)一定的規(guī)范來實施評價的。當建筑環(huán)境存在相對大的產(chǎn)生嚴重地震災害的潛在威脅時，建筑的抗震功能也要有所提升。依據(jù)抗震功能的評價結(jié)果，需要對建筑實施必然的抗震預防。在建的建設中，選取準確的施工場地可以有效地把建筑的抗震功能提高，保證建筑的安全性與穩(wěn)定性。當建筑在土質(zhì)相對疏松、頻發(fā)地震的區(qū)域?qū)嵤┙ㄔO時，要合理地提高防震性能的設置，避免建筑發(fā)生沉降、傾斜等情況，影響住戶和有關人員的生命財產(chǎn)安全。

4.2建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性

為了確保建筑的可靠性和其所承載的力量的分布平均，在實施建筑構(gòu)造設計過程中，務必要盡量確保建筑構(gòu)造的規(guī)則性，而且也要讓抗側(cè)力構(gòu)造盡量確保簡單化。在選取建筑構(gòu)造平面布置圖形時，要選取相對規(guī)整的圖形，于只有規(guī)則的圖形，才可以讓建筑在面對地震產(chǎn)生時所帶來的承載力的平均分布。對于小規(guī)則的建筑構(gòu)造平面，要盡量預防，由于小規(guī)則的建筑平面容易導致建筑構(gòu)造質(zhì)心和鋼心間的交錯，這樣的建筑在面對地震時，容易形成鋼心距離相對大，剛性小足，最后建筑將會面對倒塌的危險。

4.3選取合理平面和立面布置

在建筑物的構(gòu)造設計的經(jīng)過當中，建筑結(jié)構(gòu)在現(xiàn)實設計經(jīng)過中的結(jié)構(gòu)設計剛度與建筑結(jié)構(gòu)設計的抗震能力中，在建筑物遭受水平地震作用的狀況之下，建筑物結(jié)構(gòu)設計要是雙向的，在設計師實施建筑結(jié)構(gòu)設計抗震的構(gòu)造布置上，建筑結(jié)構(gòu)要能能夠抵抗所有方向的地震。在建筑設計范圍中，設計師在建筑構(gòu)造設計經(jīng)過中所說的在建筑結(jié)構(gòu)設計上的簡單性，它是對在地震時結(jié)構(gòu)所具備明確與直接傳力形式。建筑師在現(xiàn)實建筑結(jié)構(gòu)設計的經(jīng)過當中對于建筑構(gòu)造整體性的掌握和建筑結(jié)構(gòu)在設計經(jīng)過中的協(xié)調(diào)性與統(tǒng)一性。這是在建筑行業(yè)范圍中的建筑設計師要掌控最基本的建筑原則。

4.4選取合理的結(jié)構(gòu)方式

選取合理的抗震結(jié)構(gòu)系統(tǒng)：①要有多道抗震防線，防止由于部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而造成整個系統(tǒng)喪失抗震能力；②要具有優(yōu)良的耗能、變形能力與必要的強度。一個沒有充足延性，只有相對高的抗側(cè)力強度的抗震構(gòu)造系統(tǒng)，在地震時非常容易遭到破壞；③結(jié)構(gòu)剛度與強度分布要合理。結(jié)構(gòu)系統(tǒng)要具備合理的剛度與承載力分布，防止由于部分削弱或突變產(chǎn)生薄弱位置，形成太大的塑性變形集中，對可能會發(fā)生的薄弱位置，要使用措施把抗震能力提高。

4.5剛度、承載力與延性的匹配

鋼筋混凝土剪力墻系統(tǒng)的特征為抗側(cè)移剛度大，自振周期相對短，地震作用相對大。如果增加墻厚與數(shù)量、橫墻間距減小，則增加剛度，但加大地震反應，剪力墻也許會由于承載力不足而破壞。建筑并不是越剛越好，二者要互相匹配?？蚣? 剪力墻系統(tǒng)的自振周期的大小決定于抗震墻的數(shù)量?？蚣芟到y(tǒng)的特征為抗側(cè)移剛度小，水平側(cè)移大，構(gòu)造周期相對長，地震反應也小。因為水平側(cè)移大，增大效應并隨高度增加而累積，會導致承載力不足而破壞。剛度和延性對于有框架與抗震墻或由框架與支撐組成的雙重系統(tǒng)中；框架剛度小，承擔的地震剪力小，而彈性極限變形大；墻體或豎向支承剛度大，承擔的地震剪力大，而彈性極限變形小。

結(jié)語：

總而言之，地震災害對建筑安全以及人們的生命、財產(chǎn)安全造成巨大的威脅，在進行建筑結(jié)構(gòu)設計過程中必須充分的認識到抗震設計的重要性，并嚴格的控制抗震設計的各個要點，以便于更好的提高建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震性能，為建筑安全以及人們的生命、財產(chǎn)安全保駕護航。

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［2］趙建榮.建筑結(jié)構(gòu)抗震設計若干問題的探究［J］.科技創(chuàng)新導報，2012，No.22206：45.

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