淺論加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)工程抗震設(shè)計(jì)的措施

郝震

摘要：基于地震的不確定性及破壞性特征，因此在建筑結(jié)構(gòu)工程的抗震設(shè)計(jì)必須體現(xiàn)建筑的安全概念以及對自然災(zāi)害的預(yù)防?；诖?，本文簡述了建筑結(jié)構(gòu)工程抗震設(shè)計(jì)的原則，對建筑結(jié)構(gòu)工程抗震設(shè)計(jì)的要求及其措施進(jìn)行了論述分析。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)工程；抗震設(shè)計(jì)；原則；要求；措施

中圖分類號：TU973.31 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674—3024（2017）06—0089—01

1建筑結(jié)構(gòu)工程抗震設(shè)計(jì)的原則

建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中心理念在于“實(shí)用、經(jīng)濟(jì)和安全”，抗震設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用基于這一中心理念而產(chǎn)生?！督ㄖ拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）對建筑的抗震設(shè)防提出“三水準(zhǔn)、兩階段”原則，“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)。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。

2建筑結(jié)構(gòu)工程抗震設(shè)計(jì)的要求

建筑結(jié)構(gòu)工程抗震設(shè)計(jì)的要求表現(xiàn)為：（1）提高建筑工程的抗震能力。第一、在建筑工程中要考慮地基的穩(wěn)定性因素，挑選對抗震有益的地基，防止地基變形影響抗震功能；第二、同一建筑工程單元要設(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；第三、建筑工程盡量做到規(guī)則、對稱，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；第四、建筑整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要多加幾道抵抗防線，以提高建筑工程的抗震力，同時(shí)建筑工程受力設(shè)計(jì)要明確，防止存在建筑工程局部薄弱；第五、最大程度減小建筑工程自身重量，從而減小建筑對地基的壓力，達(dá)到緩解地震沖擊作用對建筑體的影響力。（2）降低地震對建筑的影響。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“反擺”設(shè)置合理，那么對降低地震影響的概率可達(dá)65%左右。（3）保證建筑剛度。合理地抗震設(shè)計(jì)和確定建筑物的剛度非常重要。主要是在已有的鋼筋混凝土之上使用“鋼結(jié)構(gòu)”對其進(jìn)行進(jìn)一步加層加固。

3加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)工程抗震設(shè)計(jì)的措施分析

3.1科學(xué)選擇的建筑結(jié)構(gòu)體系

建筑結(jié)構(gòu)工程的抗震設(shè)計(jì)需要保證建筑物的整體協(xié)調(diào)，最重要的是要選擇適合的建筑工程體系，因此在進(jìn)行建筑工程抗震概念設(shè)計(jì)過程中，一定要讓所設(shè)計(jì)的建筑物的結(jié)構(gòu)體系同時(shí)滿足這兩大條件：第一穩(wěn)定；第二合適。對于一個(gè)科學(xué)合理的建筑工程體系而言啟不僅可以有效滿足變形的要求，同時(shí)還可以有效抵抗沖擊力的要求。建筑物要具備一定的剛度這樣才能對自身的荷載起到一定的承受作用從而有效避免變形的出現(xiàn)此外在發(fā)生地震時(shí)才有可能對巨大的地震力起到有效緩沖作用而達(dá)到有效避免局部受損的良好效果。因此在選擇建筑物結(jié)構(gòu)體系時(shí)，既要注意建筑物傳力途徑的明確性，同時(shí)又要注意受力計(jì)算的明確性盡可能在建筑工程體系中不使用轉(zhuǎn)換層這樣在發(fā)生地震時(shí)可以有效避免建筑物傾斜或局部受損等現(xiàn)象的出現(xiàn)。

3.2建筑形體及構(gòu)件規(guī)則的合理布置

主要類型有：扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、凹凸不規(guī)則、樓板局部不連續(xù)，具體可以體現(xiàn)到對結(jié)構(gòu)分析軟件的計(jì)算結(jié)果的分析判斷，如扭轉(zhuǎn)不規(guī)則，體現(xiàn)在：位移比不宜大于1.2且不應(yīng)大于1.5，周期比對于A級高度建筑不應(yīng)大于0.90豎向剛度不規(guī)則的主要類型.有：側(cè)向剛度不規(guī)則、抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)、樓層承載力突變等，如側(cè)向剛度不規(guī)則就要求本層的側(cè)向剛度不小于相鄰上一層的70。及其上相鄰三個(gè)樓層側(cè)向剛度平均值的80。等。如設(shè)計(jì)結(jié)果不滿足，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對模型重新進(jìn)行分析，調(diào)整梁柱布置及截而，盡量做到使結(jié)構(gòu)規(guī)則。如確實(shí)滿足不了，則應(yīng)對薄弱部位進(jìn)行重點(diǎn)加強(qiáng)。如平而規(guī)則而豎向不規(guī)則的建筑，剛度小的樓層的地震剪力，規(guī)范要求乘以不小于1.15的增大系數(shù)。

3.3提高抗震設(shè)計(jì)等級

研究表明，以地震災(zāi)害分析50年為一個(gè)分析周期，而小震的重現(xiàn)世間為50年，小震災(zāi)害已經(jīng)超過抗震設(shè)計(jì)安全烈度的概率為62%；中型地震的重現(xiàn)世間為475年，中震災(zāi)害已經(jīng)超過抗震設(shè)計(jì)安全烈度的概率為10%；大型地震的重現(xiàn)世間為2000年，大震災(zāi)害已經(jīng)超過抗震設(shè)計(jì)安全烈度的概率為2%。因此，一些建筑工程設(shè)計(jì)專家指出，我國地震多發(fā)地帶應(yīng)該及時(shí)提高建筑工程的抗震等級，嚴(yán)格控制建筑工程的抗震設(shè)計(jì)，確保建筑工程的抗震穩(wěn)定性。

3.4加強(qiáng)軸壓比和短柱的科學(xué)設(shè)計(jì)

建筑結(jié)構(gòu)工程抗震設(shè)計(jì)需要減小柱的軸壓比，增大柱的截面尺寸。減小柱軸壓比的主要目的是為了使柱子處于大偏心受壓狀態(tài)，避免縱向受力鋼筋未達(dá)到受拉屈服而混凝土卻被壓碎的情況發(fā)生。由于柱的剛性強(qiáng)度比較高，使得整體結(jié)構(gòu)的延性就差，當(dāng)發(fā)生地震災(zāi)害時(shí)，結(jié)構(gòu)吸收地震能量和耗散能量就少，使得結(jié)構(gòu)很容易發(fā)生破壞。所以在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，通常采用強(qiáng)柱弱梁設(shè)計(jì)方法，且梁具有很好的延性，可以發(fā)生適量的變形，就會減少柱子進(jìn)入屈服強(qiáng)度的可能性，且在設(shè)計(jì)時(shí)可以適當(dāng)增大軸壓比。此外，許多高層建筑底層的柱子長細(xì)比小于4，但不能依據(jù)長細(xì)比小于4則判斷是短柱。因?yàn)槎讨拇_定因素是柱的剪跨比，只有柱的剪跨比小于等于2才是短柱。