建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震設(shè)計探討

【摘要】地震所具有的破壞性不僅對人類的安全造成極大的威脅，而且會給人們的生產(chǎn)生活造成重大損失，抗震是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重點內(nèi)容，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，必須提升建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震性能。地震作為一種自然災(zāi)害，其帶給人類的危害是巨大的，為了盡量減少地震的危害，本文針對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計加以分析。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)工程；建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計；抗震設(shè)計

1、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計存在的問題

1.1不夠重視建筑抗震的問題近些年來，我國連續(xù)發(fā)生了不少大大小小的地震，這些地震所造成的直接影響就是給人們的生命、財產(chǎn)安全帶來了無可彌補的損失，造成該損失的大部分原因是我國已有的建筑物缺乏足夠的抗震性能。另外，還有一些建筑的設(shè)計人員不夠重視建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的重要性，在確定設(shè)計方案時不夠重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計的合理性，導(dǎo)致設(shè)計方案中的抗震設(shè)計內(nèi)容被忽視，這種情況在一些改建，擴建工程中尤為普遍，在地震災(zāi)害來臨時就會留下致命的隱患。因此，這就要求建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，要嚴格按照抗震規(guī)范的條款，根據(jù)該地區(qū)的自然條件來選擇恰當(dāng)?shù)目拐鸺墑e和合理的抗震構(gòu)造措施。必須考慮怎樣能最大限度的提高建筑物的抗震性能，從而確保人們的生命財產(chǎn)安全。

1.2建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計驗證問題

為了檢驗建筑抗震結(jié)構(gòu)分析結(jié)果的合理性、有效性，目前可采用三種驗證手段：第一進行建筑抗震模型試驗；第二對建筑地震反應(yīng)監(jiān)測；第三對建筑震害研究。實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，試驗是實踐的一種近似體現(xiàn)。與航天工程、機械工程領(lǐng)域相比，由于建筑結(jié)構(gòu)體型龐大，幾乎不可能完成足尺建筑結(jié)構(gòu)的抗震加載試驗，因此通常采用建筑抗震模型結(jié)構(gòu)試驗。近幾年，國際上陸續(xù)舉辦多次不同類型建筑抗震結(jié)構(gòu)的盲測試驗，以檢驗現(xiàn)有的各種抗震設(shè)計計算模型的模擬方法。試驗結(jié)果表明采用不同軟件甚至采用同一軟件所模擬的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計結(jié)果相互都存在一定的差異，這也說明我們目前的結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析還有待進一步的完善。此外，由于在已有的建筑安裝監(jiān)測設(shè)備數(shù)量很少或甚至沒有，而地震災(zāi)害又具有極大的不可預(yù)測性，這也大大降低了利用地震反應(yīng)監(jiān)測檢驗抗震建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的可行性。

1.3建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員的意識問題

現(xiàn)在不少的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員不具備扎實的專業(yè)知識，缺乏足夠的專業(yè)設(shè)計能力，導(dǎo)致設(shè)計出來的建筑物缺乏足夠的抗震性能，留下一定的抗震安全隱患。另有一些建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員抗震安全意識不足，建筑設(shè)計時強調(diào)、注重建筑的外觀美感，輕視建筑抗震整體協(xié)調(diào)問題，也對該建筑留下了一定的抗震安全風(fēng)險。所以，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員要繼續(xù)專業(yè)學(xué)習(xí)，豐富自身的專業(yè)設(shè)計能力，要具有建筑抗震的危機意識，一定要站在人民的生命、財產(chǎn)安全的立場上考慮建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計：并要結(jié)合該建筑的具體使用功能，這樣才能設(shè)計出抗震安全、外形美觀、經(jīng)濟合理的建筑物。

2、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計

2.1建筑結(jié)構(gòu)平立面體型的確定

建筑結(jié)構(gòu)平立面布置也是影響建筑物抗震效能的一大重要因素。合理的建筑結(jié)構(gòu)布置，不僅可以保證建筑物的穩(wěn)定，還可以提高建筑物自身的抗震能力。在抗震設(shè)計中，如果該建筑的結(jié)構(gòu)平立面布置合理，并且該建筑結(jié)構(gòu)的布置符合建筑抗震規(guī)范要求，那么此建筑物勢必會具備優(yōu)秀的抗震能力。所謂的建筑結(jié)構(gòu)平立面布置合理指的就是在設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)體型過程中，在保證使用功能的前提下，盡量選擇建筑物平面規(guī)則、對稱布置，這樣才能保證該建筑同一樓層間平面剛度變化一致，其次盡量考慮建筑物豎向凹凸少，使得建筑豎向剛度變化上保持穩(wěn)定，避免不同樓層之間抗震時剛度不穩(wěn)的現(xiàn)象，這樣合理的平立面布置對建筑抗震有利。在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的建筑物而言，良好的抗震縫的設(shè)計也非常重要，抗震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)完全分開，中間間隙距離保證在地震作用下兩側(cè)結(jié)構(gòu)不發(fā)生碰撞?？拐鹂p一般設(shè)置在結(jié)構(gòu)變形的敏感部位。若抗震縫設(shè)置不當(dāng)在地震發(fā)生時就會變成薄弱環(huán)節(jié)，不利該建筑物的抗震。

2.2建筑結(jié)構(gòu)抗震材料的選擇

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，材料是主要的承重原料，材料的剛度和塑性對建筑結(jié)構(gòu)抗震的影響較大，為了確保建筑物的整體抗震性、穩(wěn)定性，在選用材料時，要結(jié)合本地的地震歷史資料，選擇合適的建筑材料。從抗震角度考慮，作為建筑材料應(yīng)輕質(zhì)、高強；構(gòu)件間的連接應(yīng)有良好的整體性、延性，且能發(fā)揮材料的全強度。按照此原則，鋼結(jié)構(gòu)是最符合抗震材料要求的，多次地震災(zāi)害實例表明鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能好，但鋼材的造價及維護費用較高?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)整體性好，造價低廉，有較大的抗側(cè)移剛度，經(jīng)設(shè)計可保證結(jié)構(gòu)具有一定的延性。但該材料也存在難以克服的弱點：當(dāng)?shù)卣鸪掷m(xù)較長時間時，在反復(fù)的地震荷載作用下，構(gòu)件剛度因裂縫的開展而遞減，將混凝土擠碎。裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工方便，但它的抗震弱點在于框架節(jié)點等構(gòu)件接頭強度及變形能力均低于構(gòu)件本身強度而形成薄弱環(huán)節(jié)，同時預(yù)制構(gòu)件裝配時會產(chǎn)生次應(yīng)力，整個結(jié)構(gòu)缺乏連續(xù)性和整體性，故這類結(jié)構(gòu)不宜在高烈度地區(qū)采用。因此在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，為了達到提高建筑抗震性能的目的，必須科學(xué)合理選擇適合該建筑的建材。

2.3建筑場地的選擇

選擇合適的建筑場地也是能提升建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的。盡量選擇土地成分及土地結(jié)構(gòu)具有良好密度和硬性的場地，并且該場地土質(zhì)成分均勻性良好，這樣的場地作為建筑結(jié)構(gòu)工程的建設(shè)場地，才能保證建筑場地范圍內(nèi)的土地能更好地、均勻地承受上部建筑結(jié)構(gòu)的荷載。設(shè)計人員在建筑場地選擇中應(yīng)該避開軟土、液化土、采空區(qū)以及河岸邊緣等相關(guān)地段，避免因為上述地質(zhì)范圍中土體的密實度、堅硬度以及凝結(jié)度等相關(guān)性能的低劣而導(dǎo)致建筑物在應(yīng)對地震災(zāi)害的過程中出現(xiàn)土體承重荷載能力不夠的現(xiàn)象；對于一些容易發(fā)生滑坡、地陷以及泥石流等山體事故的危險地段，也應(yīng)盡量避開選擇其作為建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計場地；同時盡量避免建筑場地選擇在地震斷裂帶上，這樣才能避免降低上部建筑結(jié)構(gòu)對地震災(zāi)害作用力的抵抗性能。

2.4建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)計算

根據(jù)該地區(qū)的自然條件選擇該建筑恰當(dāng)?shù)目拐鸺墑e和合理的抗震措施；根據(jù)不同建筑結(jié)構(gòu)類型在面對地震沖擊力時所具有的荷載作用力完成抗震設(shè)計參數(shù)的選擇；使用先進的計算機技術(shù)，建立相應(yīng)的建筑結(jié)構(gòu)抗震計算模型對該建筑的抗震作用力進行清晰明確的計算，保證建筑與規(guī)劃設(shè)計所選的抗震級別、抗震措施、抗震設(shè)計參數(shù)、抗震計算模型能夠符合該建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，保證該建筑抗震建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中受力的合理性及科學(xué)性。

結(jié)語：

地震對于建筑物具有較強的破壞力，抗震設(shè)計是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中保證建筑物安全性、穩(wěn)定性的最重要因素，提高建筑結(jié)構(gòu)抗震能力是非常具有現(xiàn)實意義。在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，必須以建筑結(jié)構(gòu)的實際情況為主，以強化建筑的抗震特性。

參考文獻：

[1]王儀政，李厚民，舒展，等.中國動漫博物館鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計與分析[J].土木建筑與環(huán)境工程，2015（S2）：93-97.