建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的基本要求及解決方案

李振子

[摘要]近幾年來(lái)汶川、玉樹(shù)、魯句等地發(fā)生的地震給我國(guó)造成了巨大的生命財(cái)產(chǎn)損失，因此建筑抗震設(shè)防尤為重要。本文介紹了建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范、原則及要求，并提出了抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的解決方案，以裨益于建筑抗震實(shí)踐。

[關(guān)鍵詞]建筑結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計(jì)；規(guī)范；原則；要求；方案

文章編號(hào)：2095-085（2015）12-0063-02

建筑結(jié)構(gòu)的牢固度直接關(guān)系到地震災(zāi)害的嚴(yán)重程度，建筑物的損壞、倒塌是導(dǎo)致災(zāi)害的主要因素。為保證建筑物具備良好的抗震功能，就要深入分析抗震效果的影響因素和抗震設(shè)計(jì)的具體方法。

1 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范

2010年建設(shè)部頒布實(shí)施的《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)近年來(lái)國(guó)內(nèi)外大地震的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)進(jìn)行了總結(jié)，調(diào)整了建筑抗震設(shè)防分類(lèi)及災(zāi)區(qū)設(shè)防烈度，并增加了有關(guān)山區(qū)場(chǎng)地、砌體結(jié)構(gòu)樓梯間、框架結(jié)構(gòu)填充墻設(shè)置、抗震結(jié)構(gòu)施工要求的強(qiáng)制性條文。規(guī)范中關(guān)于混凝土結(jié)構(gòu)的新規(guī)定包括適用高度及抗震等級(jí)、框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)、抗震墻結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)、框架墻體組成結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)、預(yù)應(yīng)力砼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)等主要內(nèi)容，在建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中可作為參考標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)將抗震設(shè)防分為甲、乙、丙、丁四類(lèi)，根據(jù)不同頻度和強(qiáng)度的地震，應(yīng)按照《建筑工程抗震設(shè)防分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)建筑物確定抗震設(shè)防類(lèi)別及標(biāo)準(zhǔn)。

2 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)原則和要求

建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的一般原則包括強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)點(diǎn)弱件等以確保結(jié)構(gòu)的整體性、連續(xù)性和可靠性，提高建筑的抗震能力。強(qiáng)烈的地震除了主震外，還有多次余震，余震的威力相對(duì)于主震有過(guò)之而無(wú)不及，因此要設(shè)多道抗震防線，建立具有抗水平力和多道支撐的結(jié)構(gòu)體系，以免單一的抗震防線因余震造成建筑倒塌。

3 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的解決方案

3.1建筑抗震總體設(shè)計(jì)

建筑抗震概念設(shè)計(jì)是在工程經(jīng)驗(yàn)和地震災(zāi)害等形成的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)原則基礎(chǔ)上，進(jìn)行建筑總體布局及確定細(xì)部構(gòu)造的過(guò)程：（1）要選擇堅(jiān)硬場(chǎng)地，綜合評(píng)價(jià)各地段，避開(kāi)不利地段，無(wú)法避開(kāi)的要積極采取有效措施；（2）形體均勻規(guī)整，盡量控制建筑物高度，嚴(yán)格限制高寬比；（3）抗震結(jié)構(gòu)體系的選取，結(jié)構(gòu)布置上要有多道抗震防線，使結(jié)構(gòu)在兩個(gè)主軸方向的動(dòng)力特性相近，同時(shí)具有良好的變形能力、耗能能力、抗震承載能力。

3.2建筑結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算

目前常用的抗震分析方法有如下兩種：（1）非線性時(shí)程分析法。又稱(chēng)非線性動(dòng)力反應(yīng)分析，針對(duì)的是結(jié)構(gòu)非線性反應(yīng)，通過(guò)一系列數(shù)值方法和求解動(dòng)力方程得到結(jié)構(gòu)各個(gè)時(shí)刻的反應(yīng)量。主要用來(lái)考察地震作用下普遍的反應(yīng)規(guī)律，校核分析設(shè)計(jì)好的結(jié)構(gòu)，并評(píng)估其抗震性能。（2）非線性靜力分析法。是基于性能評(píng)估現(xiàn)有結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)新結(jié)構(gòu)的一種方法。

3.3建筑結(jié)構(gòu)抗震布局

建筑結(jié)構(gòu)抗震的平面和立面布置宜規(guī)則、均勻，質(zhì)量中心與剛度中心基本一致，剪力墻等布置要均勻，采用規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，盡量避免樓蓋錯(cuò)層。（1）均勻的平面布置。在水平地震作用下，對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)只會(huì)發(fā)生平移振動(dòng)，各構(gòu)件獲得相等的側(cè)移量，且受力均勻。（2）均勻的豎向布置。豎向均勻布置結(jié)構(gòu)可最大限度使豎向強(qiáng)度、剛度均勻變化，避免出現(xiàn)薄弱層?？拐鹪O(shè)防結(jié)構(gòu)要使兩主軸方向的動(dòng)力特性相近，結(jié)構(gòu)剛度中心與質(zhì)量中心重合，框架一剪力墻及剪力墻結(jié)構(gòu)中剪力墻宜分散布置。（3）不規(guī)則結(jié)構(gòu)計(jì)算及抗震措施：對(duì)于平面不規(guī)則而豎向規(guī)則的結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用空間計(jì)算模型；平面規(guī)則而豎向不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，除了采用空間計(jì)算模型，其薄弱處的地震剪力系數(shù)應(yīng)乘以1.15，并進(jìn)行彈塑性變形驗(yàn)算；平面不規(guī)則且豎向不規(guī)則的結(jié)構(gòu)應(yīng)同時(shí)符合上述要求。

4 結(jié)語(yǔ)

地震具有隨機(jī)性、不確定性及復(fù)雜性，相應(yīng)的建筑抗震是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。要加強(qiáng)震區(qū)地質(zhì)及環(huán)境的考察分析，選用適合的抗震結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)材料，采取必要構(gòu)建措施和抗震技術(shù)，合理確定結(jié)構(gòu)形式和體系，創(chuàng)新建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)及抗震設(shè)計(jì)方案，以最大限度減少地震的作用力，從根本上提高結(jié)構(gòu)的抗震能力。