建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)淺談

[摘要]中國(guó)是世界上地震災(zāi)害最嚴(yán)重的國(guó)家之一，而且地震災(zāi)害具備分布廣、頻率高、震源淺等特征。人類現(xiàn)在還不能控制地震，對(duì)自然災(zāi)害的預(yù)測(cè)誤差也相對(duì)大，所以建筑抗震概念設(shè)計(jì)對(duì)于有效保證廣大人民群眾的安全具備特別關(guān)鍵的意義。經(jīng)過(guò)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)震害認(rèn)識(shí)的持續(xù)加深，大部分的抗震學(xué)者在建筑構(gòu)造上更加重視對(duì)抗震概念的設(shè)計(jì)與運(yùn)用。

[關(guān)鍵詞]建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；抗震；設(shè)計(jì)；策略

建筑抗震設(shè)計(jì)中建筑設(shè)計(jì)是一個(gè)特別關(guān)鍵的程序，它和建筑物的抗震能力緊密相關(guān)，對(duì)建筑抗震起到一個(gè)基礎(chǔ)功能。所以一定要注重建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)，要求設(shè)計(jì)人員要有機(jī)地結(jié)合起結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)和計(jì)算分析以及構(gòu)造措施來(lái)考慮，而且同時(shí)也要把有關(guān)方面的其他各項(xiàng)工作做好，以確保設(shè)計(jì)構(gòu)思的完成。

1、建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則

1.1要盡最大的可能性安排很多的抗震防線，產(chǎn)生完整的抗震的構(gòu)造與系統(tǒng)，應(yīng)用這樣一個(gè)具備延展性的結(jié)構(gòu)構(gòu)件實(shí)施一定的合作，也能夠讓這樣的框架產(chǎn)生一個(gè)優(yōu)良的結(jié)構(gòu)。在通過(guò)了級(jí)數(shù)相對(duì)大的地震以后，隨后還會(huì)有余震。假如只設(shè)計(jì)了第一道防線，那么余震非常可能會(huì)給建筑物再帶來(lái)非常大的風(fēng)險(xiǎn)，也有可能會(huì)導(dǎo)致建筑物的倒塌。假如設(shè)計(jì)得當(dāng)，能夠在極大程度上對(duì)建筑物抗震的程度實(shí)施提高。

1.2使用相關(guān)的措施在可能發(fā)生的薄弱位置增強(qiáng)其抗震能力。

對(duì)于薄弱位置判斷基本的原因是構(gòu)件承載能力，在出現(xiàn)地震的過(guò)程之中，構(gòu)件并沒有一定強(qiáng)度的安全的儲(chǔ)備，所以在設(shè)計(jì)的過(guò)程里面，還需要實(shí)施樓層現(xiàn)實(shí)承載能力與設(shè)計(jì)上計(jì)算承受彈力的比值也在一個(gè)平均的轉(zhuǎn)變趨勢(shì)。并且不可以過(guò)分的注重部分的強(qiáng)度與承載力對(duì)整體的協(xié)調(diào)程度。從整體式實(shí)施抗震功能的方法實(shí)施增強(qiáng)，效果相對(duì)明顯的方法是對(duì)層次的設(shè)計(jì)，還能夠?qū)ψ冃蔚哪芰?shí)施轉(zhuǎn)化。

2、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震設(shè)計(jì)策略

2.1選擇有利場(chǎng)地。

導(dǎo)致建筑物震害的因素是多方面的，其中之一是場(chǎng)地條件。因?yàn)閳?chǎng)地原因引發(fā)的震害往往非常嚴(yán)重，并且有些狀況單單憑借項(xiàng)目措施來(lái)彌補(bǔ)是非常困難的。所以，選擇項(xiàng)目場(chǎng)址時(shí)，要實(shí)施具體的勘察，搞清地形、地質(zhì)狀況，挑選有利于建筑抗震的地段，盡可能避開對(duì)建筑抗震不利的地段，任何狀況下都不能在抗震危險(xiǎn)地段上建造也許會(huì)引起人員傷亡或相對(duì)大經(jīng)濟(jì)損失的建筑物。對(duì)建筑抗震有利的地段，通常是指位于平坦開闊地帶的堅(jiān)硬場(chǎng)地土或密實(shí)平均中硬場(chǎng)地土。建造于這種場(chǎng)地上的建筑通常不會(huì)出現(xiàn)因?yàn)榈鼗г斐傻恼鸷?，從而能從基本上使地震?duì)建筑物的影響減輕。對(duì)建筑抗震不利的地段，就地形來(lái)說(shuō)，通常是指條狀突出的山嘴、孤立的山包與山梁的頂部、高差相對(duì)大的臺(tái)地邊緣、非巖質(zhì)的陡坡、河岸與邊坡的邊緣；就場(chǎng)地土質(zhì)來(lái)說(shuō)，通常是指軟弱土、容易液化土、故河道、斷層破碎帶、暗埋塘浜溝谷或半挖半填地基等，還有在平面分布上成因、巖性、狀態(tài)顯著不平均的地段。

2.2結(jié)構(gòu)要規(guī)則

結(jié)構(gòu)規(guī)則可以確保建筑構(gòu)造有一個(gè)對(duì)稱的整體布局，包含立體剛度對(duì)稱與外形對(duì)稱，提升建筑抗側(cè)力。而且確保質(zhì)量對(duì)稱，可以讓建筑物均衡抵御外力，很好的防止重心偏離，從而加強(qiáng)構(gòu)造的穩(wěn)定性。依據(jù)抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)要求，建筑結(jié)構(gòu)方式的選擇要遵循規(guī)則、對(duì)稱的基本原則，讓建筑構(gòu)造的受力均勻，并且樓層不能錯(cuò)層，這都是全面布置結(jié)構(gòu)整體的要求。多次地震災(zāi)害表明，房屋結(jié)構(gòu)外形愈不規(guī)則，地震災(zāi)害所導(dǎo)致的影響愈大，所以，建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量重心不能和整體剛度中心偏差太大，不然將會(huì)加劇地震導(dǎo)致的扭轉(zhuǎn)震害。因此，就需要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的平面、立面整體規(guī)則對(duì)稱。

2.3控制建筑結(jié)構(gòu)平、立面布置的規(guī)則性

據(jù)有關(guān)地震調(diào)查研究可知，地震災(zāi)害一般出現(xiàn)于建筑構(gòu)造的突變處。如果剛度中心和質(zhì)量中心出現(xiàn)相對(duì)大的偏離，則非常容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)或者平移的情況，從而造成嚴(yán)重地震破壞產(chǎn)生。在建筑不具有相對(duì)高的整體性，傳力途徑受到阻礙的狀況下，結(jié)構(gòu)的抗震功能就會(huì)受到非常大的影響。規(guī)則的結(jié)構(gòu)，明確的傳力路徑，計(jì)算分析時(shí)容易正確估計(jì)地震功能的大小和抗震不利的位置，設(shè)計(jì)時(shí)有可靠度相對(duì)高的根據(jù)。而不規(guī)則的建筑構(gòu)造，傳力路徑比較復(fù)雜，計(jì)算分析時(shí)不容易正確估計(jì)地震作用的大小和容易破壞的位置，設(shè)計(jì)根據(jù)不是非常明確，結(jié)構(gòu)安全存在一定的問(wèn)題。如果結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案缺少合理性和科學(xué)性，不但會(huì)造成資源的浪費(fèi)，還會(huì)給構(gòu)造的安全性帶來(lái)相對(duì)大的隱患。所以，在方案階段設(shè)計(jì)平立面時(shí)，要注重對(duì)稱與規(guī)則，為提升結(jié)構(gòu)抗震功能奠定優(yōu)良的基礎(chǔ)，對(duì)建筑在地震災(zāi)害中有效規(guī)避也許會(huì)受損的狀況有利。在抗震設(shè)計(jì)時(shí)，要盡量防止不規(guī)則的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。如果建筑方案設(shè)計(jì)不得已使用了不規(guī)則的結(jié)構(gòu)布置，則要運(yùn)用空間結(jié)構(gòu)計(jì)算模型實(shí)施科學(xué)、認(rèn)真的計(jì)算和分析，在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)對(duì)薄弱位置實(shí)施加強(qiáng)設(shè)計(jì)，提升結(jié)構(gòu)的延性、抗壓能力、抗傾覆能力、抗倒塌能力等抗震功能。

2.4增強(qiáng)抗震防線的建設(shè)

抗震防線是運(yùn)用可以完成多重抗側(cè)力的結(jié)構(gòu)讓建筑物部分的延性獲得加強(qiáng)，設(shè)置多道這樣的抗震防線能夠讓抗震結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的抗震能力大大的增強(qiáng)，可以把大多數(shù)地震傳遞來(lái)的能量消耗殆盡。假如地震能量太大，造成擊破第一道抗震防線，建筑物設(shè)計(jì)的自震周期與卓越周期具備一段間距，這樣就能很好地消除建筑物共振的可能性，使地震帶來(lái)的危害減少。第一道防線多使用負(fù)載相對(duì)小的縱向支撐，有必要時(shí)還能夠在建筑物中設(shè)置冗余部件，地震能量傳遞過(guò)來(lái)時(shí)這些冗余部件產(chǎn)生屈服變形，同樣能夠巧妙地錯(cuò)開建筑物自震周期，使共振的危害降低。

結(jié)語(yǔ)：

這些年來(lái)頻發(fā)的地震災(zāi)害已經(jīng)造成了太大的生命財(cái)產(chǎn)損失，增強(qiáng)建筑構(gòu)造的抗震能力變得愈來(lái)愈關(guān)鍵。傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)太過(guò)信賴計(jì)算設(shè)計(jì)的結(jié)果，疏忽了建筑結(jié)構(gòu)的現(xiàn)實(shí)狀況，計(jì)算設(shè)計(jì)在建筑抗震設(shè)計(jì)中的作用沒能充分的發(fā)揮出來(lái)。這就需要建筑結(jié)構(gòu)的工程師們依據(jù)抗震的規(guī)則而且應(yīng)用好建筑結(jié)構(gòu)抗震概念的設(shè)計(jì)，做到結(jié)構(gòu)功能與外部的條件保持相同，更好的對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)實(shí)施解決處理，運(yùn)用定量的計(jì)算方法對(duì)建筑實(shí)施抗震的數(shù)據(jù)分析。