淺談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)

姹絲

摘 要：建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)是建筑物的護(hù)身符。由于現(xiàn)代建筑物更加龐大，功能更加豐富，尤其公共建筑人口密度更大，疏散困難，所以要加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行仔細(xì)分析，提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，預(yù)防地震災(zāi)害帶來的損失。

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

我國的抗震設(shè)計(jì)近年來有很大發(fā)展，但是依然有不足的地方。我們要在嚴(yán)格按照建筑抗震規(guī)范要求的基礎(chǔ)上上，科學(xué)地合理地進(jìn)行建筑抗震設(shè)計(jì)，保證建筑物的穩(wěn)定性和可靠性，促進(jìn)我國建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)向著高水平方向發(fā)展。

一、建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則

1、要盡最大的可能性安排許多的抗震的防線，使得多個延展性比較好的分體也可以形成完整的抗震的結(jié)構(gòu)和體系，運(yùn)用這樣一個具有延展性的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行一定的合作，也可以使得這樣的框架形成一個良好得結(jié)構(gòu)。在經(jīng)過了級數(shù)較大的地震之后，隨后還會有余震。如果只設(shè)計(jì)了第一道防線，那么余震很可能會給建筑物再帶來很大的風(fēng)險(xiǎn)，也有可能會造成建筑物的倒塌。如果設(shè)計(jì)得當(dāng)，可以在很大程度上對建筑物抗震的程度進(jìn)行提高。

2、采取相應(yīng)的措施在可能出現(xiàn)的薄弱部位加強(qiáng)其抗震能力。對于薄弱部分判斷基本的因素是構(gòu)件承載能力，在發(fā)生地震的過程之中，構(gòu)件并沒有一定強(qiáng)度的安全的儲備，因此在設(shè)計(jì)的過程里面，還需要進(jìn)行樓層實(shí)際承載能力和設(shè)計(jì)上計(jì)算的承受彈力的比值也在一個均勻的變化趨勢。而且不能過分的重視局部的強(qiáng)度和承載力對整體的協(xié)調(diào)程度。從整體式進(jìn)行抗震性能的手段進(jìn)行加強(qiáng)，效果比較明顯的手段是對層次的設(shè)計(jì)，還可以對變形的能力進(jìn)行轉(zhuǎn)化。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震設(shè)計(jì)的措施

建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的強(qiáng)弱同建筑物業(yè)主及周邊環(huán)境有非常直接的聯(lián)系，不好的抗震能力會直接威脅到建筑物周邊行人的人身安全，周邊建筑和設(shè)施或多或少也會受到影響，切實(shí)提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力顯得十分重要。通過自身多年的親身實(shí)踐與切實(shí)觀察，對提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能提出筆者自己的一些建議，主要包括謹(jǐn)慎選擇抗震結(jié)構(gòu)、合理布局減少地震能量以及設(shè)置多重抗震防線等，現(xiàn)具體闡述如下：

1、謹(jǐn)慎選擇抗震結(jié)構(gòu)

審慎選擇抗震結(jié)構(gòu)是有效提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的重要保障，通過選擇強(qiáng)度較優(yōu)、剛度較高的建筑主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，能最大限度的降低建筑結(jié)構(gòu)的變形概率，保障建筑物的安全性能。另外，設(shè)計(jì)員要認(rèn)真仔細(xì)的分析抗震結(jié)構(gòu)，要進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)分析時(shí)要保證其全面性，部分非結(jié)構(gòu)構(gòu)件也要在分析中得到體現(xiàn)，尤其是注意對非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度和強(qiáng)度等方面的分析。對非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的主題部分也要進(jìn)行必要的考究，針對易出現(xiàn)安全隱患的短柱部位要進(jìn)行相應(yīng)的措施，加強(qiáng)短柱部位的抗震能力，防止安全問題的出現(xiàn)，在整體性原則的指導(dǎo)下統(tǒng)籌結(jié)構(gòu)構(gòu)件和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

2、合理布局減少地震能量

在防震設(shè)計(jì)中采用以位移為基點(diǎn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和定量分析能有效的減少地震災(zāi)害的能量輸入，增強(qiáng)建筑物的抗震效果。通過對設(shè)計(jì)的定量分析，反復(fù)核算構(gòu)件的總承載力，控制強(qiáng)震感下建筑下層的位移延性比，滿足建筑物在受地震侵害時(shí)的結(jié)構(gòu)變形要求。在建筑施工中地基要盡量選在堅(jiān)硬的場地，要盡量避開地震的活躍周期范圍，減少余震同建筑結(jié)構(gòu)的共振，降低建筑物對地震能量的輸入，降低地震帶來的破壞。

3、設(shè)置多重抗震防線

進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)置多重抗震防線可以最大限度的降低地震侵害帶來的危害。在進(jìn)行設(shè)計(jì)工作時(shí)，可以將一些延展性能良好的構(gòu)件納入到抗震防線體系中，將其視為第一道抗震防線，將另一些建筑構(gòu)件作為第二、第三道防線，在第一道抗震防線遭破壞后，利用其他防線抵抗地震的后續(xù)沖擊力，保障人員生命安全。

4、對材料和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)進(jìn)行的選擇

在地震經(jīng)常發(fā)生的地區(qū)，對于建筑材料以及建筑結(jié)構(gòu)類型的選擇至關(guān)重要，需要高度重視。通常，對于高度在150米以上的建筑，主要結(jié)構(gòu)類型為框架筒、筒中筒以及組合筒，它們在高層建筑中應(yīng)用比較廣泛。在國外一些地震高發(fā)地區(qū)，主要的建筑材料為鋼結(jié)構(gòu)，在我國主要是以鋼筋混凝土和混合類型為主的結(jié)構(gòu)模式。對于這種結(jié)果內(nèi)筒，在地震中，所受到的力量為80%左右。鑒于整個結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵和核心為鋼筋混凝土，因此，結(jié)構(gòu)變形的極限即為混凝土結(jié)構(gòu)變形的標(biāo)準(zhǔn)，要以此為基礎(chǔ)，絕對不能超過。在彎曲變形的條件下，側(cè)向位移增大，依靠鋼結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對位移幅度的減少，但是效果不顯著。一般情況下，為了提升結(jié)構(gòu)剛度和強(qiáng)度，可以加強(qiáng)混凝土的剛度來實(shí)現(xiàn)，也可以增設(shè)伸臂結(jié)構(gòu)，以促進(jìn)抗震效果的提升。

5、對于軸壓比和短軸進(jìn)行的相關(guān)設(shè)計(jì)

針對建筑機(jī)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，為了實(shí)現(xiàn)抗震效果的提升，要減小柱的軸壓比，同時(shí)，增加其截面的面積。對于軸壓比的降低，其目的是將柱子設(shè)置于偏心受壓的狀況中，防止縱向受力鋼筋脫離受拉屈服，出現(xiàn)混凝土破損的情形。對于柱本身，其具有較大的剛度和強(qiáng)度，但是，與之相適應(yīng)的是結(jié)構(gòu)的延性發(fā)生變化，出現(xiàn)延性較差的情況，一旦發(fā)生地震，整個結(jié)構(gòu)在消耗地震能量方面就顯現(xiàn)的十分差，結(jié)構(gòu)發(fā)生變形、受到侵害的幾率就大幅上升。因此，在進(jìn)行高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，墻柱若梁是比較常見、有效的設(shè)計(jì)模式，主要是梁的延性較好，能夠?qū)⑦m當(dāng)?shù)淖冃慰刂圃诤侠淼姆秶鷥?nèi)，極大降低了柱子達(dá)到屈服強(qiáng)度的幾率，在具體設(shè)計(jì)的時(shí)候，可以對軸壓比進(jìn)行合理范圍內(nèi)的增大。另外，通常情況下，在高層建筑的底層，柱子的長細(xì)比控制在4，但不是以此作為短柱的唯一判斷標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)?，短柱的關(guān)鍵影響因素為柱的剪跨比，當(dāng)其數(shù)值被控制在2的范圍，才能將其判斷為短。

6、對抗震設(shè)計(jì)的級別進(jìn)行不斷提升

在近些年，地震發(fā)生的頻率較高，給整個社會帶來巨大損失。對于地震災(zāi)害的研究，將50年作為一個探索周期，而小型地震再次發(fā)生的時(shí)間間隔為50年，這種地震的危害已經(jīng)超過了結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)安全烈度概率的60%以上，而中型地震周期為475年，概率達(dá)到10%，而大型地震周期為2000年，概率達(dá)到2%，為此，要將建筑結(jié)構(gòu)的抗震等級進(jìn)行適時(shí)調(diào)整，提升到新的等級，對抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行全面、科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)較為穩(wěn)定的抗震效果。.

7、重視建筑結(jié)構(gòu)平面布置的規(guī)則性和對稱性

在建筑的平面布置之中就要堅(jiān)持抗震的理念的設(shè)計(jì)，適宜采取比較規(guī)則的抗震的結(jié)構(gòu)的方案。不能采取不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案。所有的建筑的額抗震的設(shè)計(jì)還要符合設(shè)計(jì)的規(guī)定，對平面不規(guī)則或豎向不規(guī)則，或平面、豎向都不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用空間結(jié)構(gòu)計(jì)算模型；對凹凸不規(guī)則或樓板局部不連貫時(shí)，應(yīng)采用符合樓板平面內(nèi)的實(shí)際剛度強(qiáng)度變化的計(jì)算模型；對薄弱部位應(yīng)乘以內(nèi)力增大系數(shù)，應(yīng)按規(guī)范的有關(guān)規(guī)定分析彈塑性變形。要采取多種多樣的措施保障抗震的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)性。

結(jié)束語

總之，建筑物的抗震性設(shè)計(jì)應(yīng)引起重視，使其設(shè)計(jì)與技術(shù)進(jìn)一步提高，以確保人們的安全。在建筑開發(fā)項(xiàng)目設(shè)計(jì)與施工的各個具體環(huán)節(jié)之中，相關(guān)部門也要根據(jù)自身的職責(zé)做好相應(yīng)的工作，確保建筑物的工程質(zhì)量與抗震性能，監(jiān)理單位更應(yīng)該嚴(yán)格地做好監(jiān)理的工作，而勘察單位就應(yīng)該如實(shí)出具勘察報(bào)告，從而確保房屋建筑的安全性。

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