建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震設(shè)計(jì)探討

呂慶英

【摘要】：地震所具有的破壞性不僅對(duì)人類的安全造成極大的威脅，而且會(huì)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(jì)中的重點(diǎn)內(nèi)容，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)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(jì)；抗震設(shè)計(jì)

1、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

1.1明確建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)概念的問(wèn)題

抗震防震的宗旨是大震不倒（指連續(xù)倒塌）、中震可修、小震不裂。我們的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)也是這個(gè)目標(biāo)。地震的能量是巨大的幾乎難于估量，即使設(shè)計(jì)很厚的鋼筋混凝土墻來(lái)抵抗地震，不但勞民傷財(cái)，反而吸收的更大地震的能量，地震災(zāi)害來(lái)臨更易破壞。實(shí)踐證明硬碰硬是不行的，以柔克剛雖然能消耗地震的能量，但這樣的建筑會(huì)產(chǎn)生很大的位移變形，人們生活居住也接受不了。我們通過(guò)震害調(diào)查，仔細(xì)研究建筑結(jié)構(gòu)后，不完全靠計(jì)算，在建筑的關(guān)鍵部位加強(qiáng)人工干預(yù)抗震設(shè)計(jì)，并有意適當(dāng)設(shè)置地震薄弱部位，消耗地震能量、拖延震害過(guò)程。

1.2不夠重視建筑抗震的問(wèn)題

近些年來(lái)，我國(guó)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(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)了無(wú)可彌補(bǔ)的損失，造成該損失的大部分原因是我國(guó)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(jì)人員不夠重視建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的重要性，在確定設(shè)計(jì)方案時(shí)不夠重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)的合理性，導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案中的抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容被忽視，這種情況在一些改建，擴(kuò)建工程中尤為普遍，在地震災(zāi)害來(lái)臨時(shí)就會(huì)留下致命的隱患。因此，這就要求建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，要嚴(yán)格按照抗震規(guī)范的條款，根據(jù)該地區(qū)的自然條件來(lái)選擇恰當(dāng)?shù)目拐鸺?jí)別和合理的抗震構(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(cái)產(chǎn)安全。

1.3建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)驗(yàn)證問(wèn)題

為了檢驗(yàn)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(yàn)證手段：進(jìn)行建筑抗震模型試驗(yàn)；對(duì)建筑地震反應(yīng)監(jiān)測(cè)；對(duì)建筑震害研究。實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)是實(shí)踐的一種近似體現(xiàn)。與航天工程、機(jī)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(yàn)，因此通常采用建筑抗震模型結(jié)構(gòu)試驗(yàn)。近幾年，國(guó)際上陸續(xù)舉辦多次不同類型建筑抗震結(jié)構(gòu)的盲測(cè)試驗(yàn)，以檢驗(yàn)現(xiàn)有的各種抗震設(shè)計(jì)計(jì)算模型的模擬方法。試驗(yàn)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(jì)結(jié)果相互都存在一定的差異，這也說(shuō)明我們目前的結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析還有待進(jìn)一步的完善。

1.4建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員的意識(shí)問(wèn)題

現(xiàn)在不少的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員不具備扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)，缺乏足夠的專業(yè)設(shè)計(jì)能力，導(dǎo)致設(shè)計(jì)出來(lái)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(jì)人員抗震安全意識(shí)不足，建筑設(shè)計(jì)時(shí)強(qiáng)調(diào)、注重建筑的外觀美感，輕視建筑抗震整體協(xié)調(diào)問(wèn)題，也對(duì)該建筑留下了一定的抗震安全風(fēng)險(xiǎn)。

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

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(jì)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(shì)必會(huì)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(jì)建筑結(jié)構(gòu)體型過(guò)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(duì)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(shí)剛度不穩(wěn)的現(xiàn)象，這樣合理的平立面布置對(duì)建筑抗震有利。在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的建筑物而言，良好的抗震縫的設(shè)計(jì)也非常重要，抗震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)完全分開(kāi)，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(shí)就會(huì)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(jì)中，材料是主要的承重原料，材料的剛度和塑性對(duì)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(shí)，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(qiáng)；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(qiáng)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(shí)例表明鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能好，但鋼材的造價(jià)及維護(hù)費(fèi)用較高。現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)整體性好，造價(jià)低廉，有較大的抗側(cè)移剛度，經(jīng)設(shè)計(jì)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(diǎn)：當(dāng)?shù)卣鸪掷m(xù)較長(zhǎng)時(shí)間時(shí)，在反復(fù)的地震荷載作用下，構(gòu)件剛度因裂縫的開(kāi)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(diǎn)在于框架節(jié)點(diǎn)等構(gòu)件接頭強(qiáng)度及變形能力均低于構(gòu)件本身強(qiáng)度而形成薄弱環(huán)節(jié)；同時(shí)預(yù)制構(gòu)件裝配時(shí)會(huì)產(chǎn)生次應(yīng)力，整個(gè)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(jì)中，為了達(dá)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(chǎng)地的選擇

選擇合適的建筑場(chǎng)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(chǎng)地，并且該場(chǎng)地土質(zhì)成分均勻性良好，這樣的場(chǎng)地作為建筑結(jié)構(gòu)工程的建設(shè)場(chǎng)地，才能保證建筑場(chǎng)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(jì)人員在建筑場(chǎng)地選擇中應(yīng)該避開(kāi)軟土、液化土、采空區(qū)以及河岸邊緣等相關(guān)地段，避免因?yàn)樯鲜龅刭|(zhì)范圍中土體的密實(shí)度、堅(jiān)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(duì)地震災(zāi)害的過(guò)程中出現(xiàn)土體承重荷載能力不夠的現(xiàn)象；對(duì)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(xiǎn)地段，也應(yīng)盡量避開(kāi)選擇其作為建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)場(chǎng)地；同時(shí)盡量避免建筑場(chǎng)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(duì)地震災(zāi)害作用力的抵抗性能。

結(jié)束語(yǔ)：

地震對(duì)于建筑物具有較強(qiáng)的破壞力，抗震設(shè)計(jì)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(shí)意義。在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，必須以建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況為主，以強(qiáng)化建筑的抗震特性。

【參考文獻(xiàn)】：

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