當前建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計分析要點

肖良才

【摘要】人類面臨的災害當中，地震災害的影響是比較大的，因為它有很強的突發(fā)性。目前尚且無法對其進行準確的預報，強烈的地震會帶來巨大的人身傷害和財產(chǎn)損失。因此，建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計顯得尤為重要，要求當前結(jié)構(gòu)工程設(shè)計人員熟練掌握和正確運用建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計分析要點，設(shè)計出符合抗震性能要求的建筑結(jié)構(gòu)，并采取有效抗震措施從而進一步避免地震帶給人類的災害。

【關(guān)鍵詞】結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計；分析要點；抗震性能要求

引言

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，城市化進度的加快，建筑工程也逐漸增多。從當前的實際情況來看，由于我國地質(zhì)條件的復雜性，建筑工程施工存在一定的困難性。為了保障工程的質(zhì)量，就要對建筑工程的地質(zhì)條件進行精準的分析，采用科學有效的方法進行抗震設(shè)計的分析，使建筑物的抗震性能得到真正的提高，進而使建筑的穩(wěn)定性和可靠性得到保障。

1.選擇合適的場地

建筑的抗震設(shè)計中，最重要的一點就是要選擇好建筑的場地。建筑物在地震中受破壞的程度與地質(zhì)情況直接相關(guān)，地質(zhì)情況不同，破壞程度也是不一樣的，所以必須選擇合適的場地進行施工，這樣才能最大程度地減輕地震對建筑物的破壞。在建筑場地選擇的過程中，要綜合考慮實際的地震活動狀況，對地質(zhì)情況做合理的調(diào)查，得出準確的數(shù)字，并且以此項調(diào)查為前提和基礎(chǔ)，對所選的場地做全面的、細致的分析與評價，做好所選地段的抗震設(shè)計等級的評估工作。通過評估，盡可能的回避那些受地震影響較為嚴重的場地，像容易液化的土質(zhì)、軟弱土質(zhì)、較高的又相對孤立的山丘地帶、非巖質(zhì)陡坡以及邊坡邊緣等地段；而對于無法規(guī)避的場地，要考慮地震作用時地基不均勻沉降或其他不利影響，并采取合理的抗震加強措施，比如可結(jié)合加強基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的方法進行。總體來說，在進行建筑場地選取的過程中，巖石或者是基土密度較高的土質(zhì)是最適合進行抗震設(shè)計的，盡可能的規(guī)避軟性地基土，這樣對建筑物的抗震性能的提高使非常有利的。

2.抗震建筑結(jié)構(gòu)相關(guān)材料的選擇

建筑結(jié)構(gòu)材料質(zhì)量的高低，直接決定著地震災害發(fā)生時建筑物的安全性。鋼筋的韌性相較于別的材料來說，韌性更高一些，因此比較適合使用到抗震設(shè)計的建筑當中，如果鋼筋的受力主要來自于縱向力的話，則要對鋼筋進行熱軋?zhí)幚?，主要有HRB335級和HRB400級以及強度更高的高性能鋼筋；對于箍筋，則是以HRB335，HRB400級熱軋鋼筋為佳。在建筑結(jié)構(gòu)材料中，其抗震性能是必須考慮的因素，同時要將建筑成本與抗震性能的最佳平衡點找準，盡可能的用最低的成本投入獲得最佳的抗震效果。

3.建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，要保證建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性，從而使其承載力均勻分布，提高建筑的抗震性能和可靠性。盡量避免不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)平面，防止建筑在地震災害中倒塌。

3.1建筑結(jié)構(gòu)平面力求簡單規(guī)則

在進行設(shè)計時，應(yīng)該選擇較為規(guī)整的建筑結(jié)構(gòu)平面布置，這樣才能使建筑在地震災害發(fā)生時所受的地震力分布均勻。比如平立面不宜有凹角結(jié)構(gòu)的存在，如果凹角是不可避免的，就需要滿足一定的設(shè)計條件，即房屋平面的突出部分的長度與寬度比要適中，長度最好與寬度相當，與該方向的總長度差不能超過百分之三十。房屋立面局部收進的尺寸大小也要合適，不能超過該方向總體尺寸的百分之二十五。房屋平面的總長度不能太長， 結(jié)構(gòu)平面的長寬比不能太大。

3.2建筑平立面的剛度和質(zhì)量分布力求對稱均勻

在抗震概念設(shè)計中，最重要的一項原則就是要確保對稱和均勻。如果結(jié)構(gòu)不夠?qū)ΨQ，那么在地震發(fā)生時，發(fā)生扭轉(zhuǎn)的情況就會十分明顯，不利于建筑的抗震性。在設(shè)計時要計算出薄弱側(cè)的較大位移及構(gòu)件的內(nèi)力和變形，并采取相應(yīng)措施進行加強。

4.增強建筑物的剛度及整體性

建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力的具體情況與結(jié)構(gòu)的剛度和整體穩(wěn)定性密切相關(guān)?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板及屋蓋可消除滑移、散落問題，具有整體性好、水平剛度大的優(yōu)點，是較理想的抗震構(gòu)件，可以增大樓板的剛度，增強房屋的整體性。因此，現(xiàn)在較為理想的增強建筑結(jié)構(gòu)剛度和整體穩(wěn)定性的方法就是采現(xiàn)澆樓、屋蓋，除此之外，還可以在適當?shù)牟课辉鲈O(shè)構(gòu)造柱，配置構(gòu)造鋼筋，設(shè)置配筋圈梁。通過上述方法，可在一定程度上使結(jié)構(gòu)空間的剛度得到增強，使結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性得到提升，使建筑的抗震性能也得到相應(yīng)的提高。

5.隔震和消能減震設(shè)計

常規(guī)建筑只需要滿足普通抗震需求即可，但是有些特殊建筑對于抗震性能要求較高，特別在隔振、消能減震等方面提出了更高要求。首先要考慮場地因素，選擇土質(zhì)密實度較高的地基，降低共振發(fā)生幾率，從而減輕地震發(fā)生時建筑遭受的破壞。其次要對原材料進行合適的選取，建筑材料一定要在隔振、消能方面具有特別好的延性，這樣能夠使建筑不會太多的受到地震的破壞。

6.保證結(jié)構(gòu)的延性

建筑結(jié)構(gòu)的延性與結(jié)構(gòu)的強度的重要性是一樣的，因為在較強的地震災害中，建筑結(jié)構(gòu)主要靠延性來抵抗非彈性變形，防止倒塌。

為了使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有相應(yīng)的延性，通過需要經(jīng)過三個步驟來實現(xiàn)，分別是選取一個合適的可以接受的塑性變形機構(gòu)；采取必要的措施增強各個類型的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗剪能力；通過箍筋加密的方式，使軸壓比得到有效的控制，確保可能出現(xiàn)塑性鉸的位置具有所需要的塑性轉(zhuǎn)動能力和塑性耗能能力。

7.常用的加固設(shè)計

為了使建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力得到切實的提高，應(yīng)該結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)的實際情況進行相應(yīng)的加固措施的采取，要想選擇合適的加固方法，應(yīng)從以下幾個方面進行考慮：對于結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的問題，應(yīng)使用具有較高抗震能力的構(gòu)件代替原有構(gòu)件，或者是根據(jù)實際情況增加構(gòu)件，對建筑進行加固；如果建筑設(shè)計的承載力需要提高，那么就可以利用原截面擴大和構(gòu)件的增設(shè)等方法來完成；對于那些建筑結(jié)構(gòu)的部分構(gòu)件，可以有針對性做以調(diào)整，適當?shù)募庸?，來分散地震時產(chǎn)生的能量，進而降低破壞性。

8.建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)分析

參數(shù)設(shè)計指的是計算地震作用和房屋各構(gòu)件的地震響應(yīng)情況。進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)的實際情況，建立精準的計算模型與數(shù)據(jù)庫，根據(jù)設(shè)計要求進行正確的計算與合適的處理。在進行較為復雜的建筑結(jié)構(gòu)的計算的時候，需要采用兩個以上的不同模型，還要與實際相結(jié)合，采取相適應(yīng)的計算理論。對分析出的結(jié)果應(yīng)該經(jīng)過結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的判斷，在保證科學、合理后方可用于實際工程設(shè)計。復雜高層建筑抗震計算時宜考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，同時振型數(shù)應(yīng)結(jié)合具體實際工程要求，使計算振型數(shù)實際參與質(zhì)量百分比不少于90%?？傊?，建筑結(jié)構(gòu)計算由于數(shù)據(jù)量較大，需要計算機進行多次分析，并且根據(jù)計算結(jié)果，進行科學分析，不斷的調(diào)整，才能得到較為合適的結(jié)果，從而使建筑物在地震災害中的安全得到切實的保障。

結(jié)語：

隨著時代不斷發(fā)展，我國建筑行業(yè)有了長遠的發(fā)展，建筑質(zhì)量隨之提高，而建筑的抗震設(shè)計是建筑質(zhì)量得以保障的基礎(chǔ)。世界各國在結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方面做出了很大努力，并取得了突出的成績，但是地震災害的發(fā)生存在較強的不確定性，因此對當前建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計提出了更高的要求。在建筑抗震設(shè)計中，設(shè)計人員應(yīng)從結(jié)構(gòu)整體的角度出發(fā)，結(jié)合抗震設(shè)計分析要點，創(chuàng)造出更加安全、實用、經(jīng)濟美觀的建筑。

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