淺析建筑結(jié)構(gòu)工程中抗震設(shè)計(jì)的作用

馬愛(ài)京

摘 要：地震具有不確定的破壞性，在建筑結(jié)構(gòu)工程中應(yīng)用抗震設(shè)計(jì)體現(xiàn)了設(shè)計(jì)的安全概念以及對(duì)自然災(zāi)害的預(yù)防措施。本文闡述了建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的重要性，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)工程中的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)以及抗震設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)工程中的作用進(jìn)行了探討分析。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)工程；抗震設(shè)計(jì)；重要性；作用

地震的發(fā)生常常會(huì)造成建筑物倒塌，威脅到人們生命安全和財(cái)產(chǎn)安全。因此在建筑結(jié)構(gòu)工程中加入抗震設(shè)計(jì)尤為重要，因此有必要對(duì)抗震設(shè)計(jì)的作用進(jìn)行分析，旨在提高建筑工程的質(zhì)量，保障人們的安全。

一、建筑結(jié)構(gòu)工程中抗震設(shè)計(jì)的重要性

（一）可以保護(hù)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全

人類(lèi)社會(huì)在發(fā)展過(guò)程中，首先要解決的就是溫飽與安全的需求，如據(jù)有關(guān)報(bào)道，在2008年的汶川地震的主震區(qū)內(nèi)，完好的建筑幾乎沒(méi)有。除卻地震本身的烈度較高，破壞性較強(qiáng)的原因之外，一個(gè)更重要的問(wèn)題值得我們的深思，就是建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力非常差，一方面在技術(shù)水平上缺乏突破，另一方面一部分人受利益驅(qū)動(dòng)，往往在施工過(guò)程中，存在偷工減料等行為，導(dǎo)致了建筑物抗震能力薄弱，加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的重要性，對(duì)于保護(hù)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全不言而喻。

（二）具有正能量效應(yīng)

整個(gè)社會(huì)發(fā)展是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，建筑物抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的加強(qiáng)對(duì)于構(gòu)建和諧社會(huì)具有重要意義，良好的建筑物抗震能力，有利于維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定，對(duì)于建設(shè)“美麗中國(guó)”，實(shí)現(xiàn)“中國(guó)夢(mèng)”，具有良好的社會(huì)效應(yīng)。因此，不能孤立的片面的靜止的對(duì)待建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)。

（三）促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)工程理念的創(chuàng)新；

以地震多發(fā)地區(qū)的日本為例，鑒于地震給建筑物造成的重大損害，日本成立了“震災(zāi)預(yù)防調(diào)查委員會(huì)”，開(kāi)始著手進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究。經(jīng)過(guò)近百年的發(fā)展，日本的建筑物結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)無(wú)論是在技術(shù)還是在理念上都處于領(lǐng)先的地位，雖然解決了大部分問(wèn)題，地震持續(xù)時(shí)間對(duì)震害的影響始終在設(shè)計(jì)理論中沒(méi)有得到反映。

二、建筑結(jié)構(gòu)工程中的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)

（一）建筑結(jié)構(gòu)工程中的抗震設(shè)計(jì)理念

我國(guó)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）對(duì)建筑的抗震設(shè)防提出“三水準(zhǔn)、兩階段”的要求，“三水準(zhǔn)”即“小震不壞，中震可修，大震不倒”。當(dāng)遭遇第一設(shè)防烈度地震即低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震時(shí)，結(jié)構(gòu)處于彈性變形階段，建筑物處于正常使用狀態(tài)。建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用。因此，要求建筑結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足多遇地震作用下的承載力極限狀態(tài)驗(yàn)算，要求建筑的彈性變形不超過(guò)規(guī)定的彈性變形限值。當(dāng)遭遇第二設(shè)防烈度地震即相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的基本烈度地震時(shí)，結(jié)構(gòu)屈服進(jìn)入非彈性變形階段，建筑物可能出現(xiàn)一定程度的破壞。但經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用。因此，要求結(jié)構(gòu)具有相當(dāng)?shù)难有阅芰Γㄗ冃文芰Γ┎话l(fā)生不可修復(fù)的脆性破壞。

（二）抗震設(shè)計(jì)中的抗震規(guī)范

建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范實(shí)際上是各國(guó)建筑抗震經(jīng)驗(yàn)帶有權(quán)威性的總結(jié)，是指導(dǎo)建筑抗震設(shè)計(jì)（包括結(jié)構(gòu)動(dòng)力計(jì)算，結(jié)構(gòu)抗震措施以及地基抗震分析等主要內(nèi)容）的法定性文件它既反映了各個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)與建設(shè)的時(shí)代水平，又反映了各個(gè)國(guó)家的具體抗震實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。它雖然受抗震有關(guān)科學(xué)理論的引導(dǎo)，向技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理性的方向發(fā)展，但它更要有堅(jiān)定的工程實(shí)踐基礎(chǔ)，把建筑工程的安全性放在首位，容不得半點(diǎn)冒險(xiǎn)和不實(shí)。

（三）抗震設(shè)計(jì)中的抗震措施

在對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中，除要考慮概念設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)抗震外，歷次地震后人們?cè)谙拗平ㄖ叨?，提高結(jié)構(gòu)延性等方面總結(jié)的抗震經(jīng)驗(yàn)一直是各國(guó)規(guī)范重視的問(wèn)題。當(dāng)前，在抗震設(shè)計(jì)中，從概念設(shè)計(jì)，抗震驗(yàn)算及構(gòu)造措施等三方面入手，在將抗震與消震結(jié)合的基礎(chǔ)上，建立設(shè)計(jì)地震力與結(jié)構(gòu)延性要求相互影響的雙重設(shè)計(jì)指標(biāo)和方法，直至進(jìn)一步通過(guò)一些結(jié)構(gòu)措施來(lái)減震，即減小結(jié)構(gòu)上的地震作用使得建筑在地震中有良好而經(jīng)濟(jì)的抗震性能是當(dāng)代抗震設(shè)計(jì)規(guī)范發(fā)展的方向。

三、建筑結(jié)構(gòu)工程中抗震設(shè)計(jì)的作用

為了使人民群眾的生命、財(cái)產(chǎn)在地震的自然災(zāi)害中減少傷害損失，因此我們需要對(duì)在建的建筑進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)防護(hù)評(píng)估，需要對(duì)抗震設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)工程中的作用進(jìn)行探討分析，進(jìn)而增加其應(yīng)用范圍，最大限度的減少損失。下面筆者從提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震力和降低地震作用對(duì)建筑的影響幾個(gè)方面論述抗震設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)工程中的作用。

（一）保證建筑的剛度

在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，合理地設(shè)計(jì)和確定建筑物的剛度非常重要。因此首先要考慮到的是采用大量的鋼筋混凝土。主要是在已有的鋼筋混凝土之上使用“鋼結(jié)構(gòu)”對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步加層加固。加固分為兩種情況：

（1）如果所需要進(jìn)行加層的建筑結(jié)構(gòu)的體系是鋼結(jié)構(gòu)，而國(guó)家規(guī)定：上部是鋼結(jié)構(gòu)、下部是鋼筋混凝土兩種不同的體系結(jié)構(gòu)是不符合抗震規(guī)范的。

（2）假設(shè)屋蓋的部分是采用鋼結(jié)構(gòu)，而鋼筋混凝土仍然是作為整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力的主要體系，則必須根據(jù)相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。

（二）降低地震對(duì)建筑的影響

現(xiàn)最被工程界認(rèn)可的一個(gè)辦法是在建筑基礎(chǔ)與建筑的主體部分之間加設(shè)一個(gè)隔震層，有的設(shè)計(jì)師在建筑物的頂端部分加設(shè)一個(gè)“反擺”。此反擺的作用是能夠在地震時(shí)使建筑物的位移方向相反，降低了加速度，降低地震的作用。根據(jù)相關(guān)研究分析，如果對(duì)“反擺”設(shè)置合理，那么對(duì)降低地震作用的概率可達(dá)65%，也能最大限度地減少建筑物內(nèi)的物品受損程度。這一方式在國(guó)內(nèi)外正被廣泛地研究，并應(yīng)用到了實(shí)際的工程建筑中，取得了較好的成效。

（三）提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震力

出于對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震功能的保證，在建筑結(jié)構(gòu)工程中要特別注意做到以下幾點(diǎn)：

（1）在建筑結(jié)構(gòu)工程中要考慮地基的穩(wěn)定性因素，挑選對(duì)抗震有益的地基，防止地基變形影響抗震功能；

（2）同一建筑結(jié)構(gòu)單元要設(shè)計(jì)在性質(zhì)一樣的地基上，要把地基最大潛力融入建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有利于發(fā)揮地基的抗震功能；

（3）建筑結(jié)構(gòu)工程盡量做到規(guī)則、對(duì)稱(chēng)，以降低地震作用導(dǎo)致的建筑變形度以及避免地震作用力集中導(dǎo)致建筑扭曲的狀況發(fā)生；

（4）建筑的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要多加幾道抵抗防線(xiàn)，以提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震力，同時(shí)建筑結(jié)構(gòu)受力設(shè)計(jì)要明確，防止存在建筑結(jié)構(gòu)局部薄弱；

（5）最大程度的減少建筑結(jié)構(gòu)自身重量，從而減小建筑對(duì)地基的壓力，達(dá)到緩解地震沖擊作用對(duì)建筑體的影響力。

3.4設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)

我國(guó)明確規(guī)定，建筑的使用價(jià)值被區(qū)分成4個(gè)類(lèi)別：甲乙丙丁。甲類(lèi)和乙類(lèi)建筑：當(dāng)抗震設(shè)防的烈度是6度～8度時(shí)，應(yīng)該符合本地的抗震設(shè)防再高1度；丙類(lèi)建筑：丙類(lèi)建筑的抗震措施以及抗震作用都應(yīng)該要符合本地的抗震設(shè)防要求；丁類(lèi)建筑：在通常情況之下，地震措施可以相對(duì)于本地抗震設(shè)防的要求適度降低，但地震作用必須符合本地的抗震設(shè)防要求。

四、結(jié)束語(yǔ)

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，建筑結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)起著至關(guān)重要的作用，特別是在應(yīng)對(duì)地震這樣的自然災(zāi)害方面。在面對(duì)地震這樣的自然災(zāi)害時(shí)，人類(lèi)無(wú)法控制只能夠進(jìn)行力所能及的防護(hù)。提高建筑建筑的抗震能力是防護(hù)和減少人民生命財(cái)產(chǎn)損失的一種途徑.

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