房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)關(guān)鍵問題分析

李龍

摘 要：想要保證房屋建筑的安全性能就必須要重視建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)。本文將從建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中抗震設(shè)計(jì)的內(nèi)涵、目標(biāo)及其原則出發(fā)，對抗震設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要素進(jìn)行分析。希望能夠?yàn)槲覈ㄖこ炭拐鹚降奶岣咛岣咭恍椭?/p>

關(guān)鍵詞：房屋建筑結(jié)構(gòu) 抗震設(shè)計(jì) 問題分析

前言

近些年來，我國部分地區(qū)發(fā)生了強(qiáng)烈的地震，造成了巨大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，地震已經(jīng)成為威脅我國人民生命財(cái)產(chǎn)安全的主要自然地質(zhì)災(zāi)害之一。地震的破壞性極大，可以在極短的時間內(nèi)摧毀抗震力較弱的建筑，目前的科學(xué)技術(shù)水平下很難準(zhǔn)確地預(yù)測其發(fā)生時間和地點(diǎn)，我們只能不斷提升高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)可以有效地控制地震的破壞性，減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。當(dāng)前，包括建筑施工結(jié)構(gòu)在內(nèi)的施工場地、施工的結(jié)構(gòu)、施工的規(guī)則等都是高層建筑抗震結(jié)構(gòu)的影響部分。在發(fā)生地震的地段上進(jìn)行地震的災(zāi)情分析然后優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)，這都是在不斷的總結(jié)中，提高了建筑施工的結(jié)構(gòu)的抗震性，提高了建筑的安全。在當(dāng)前的建筑施工建設(shè)中，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的工程建設(shè)進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì)，提高其抗震性，保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性能。

1、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的內(nèi)涵、目標(biāo)及其原則

1.1建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)內(nèi)涵

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中抗震設(shè)計(jì)即在建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時候充分考慮地震可能帶來的損失，針對當(dāng)?shù)氐牡卣鸢l(fā)生概率以及最高等級設(shè)計(jì)房屋建筑的結(jié)構(gòu)，選擇設(shè)計(jì)合理的抗壓能力。建筑結(jié)構(gòu)中的抗震設(shè)計(jì)主要是以目前已經(jīng)趨于成熟的建筑結(jié)構(gòu)抗震理論與房屋設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為基本理念，吸取相關(guān)地震災(zāi)害中的建筑物破損情況的教訓(xùn)并且結(jié)合設(shè)計(jì)師在長期從事設(shè)計(jì)工作中已經(jīng)積累的經(jīng)驗(yàn)與前輩設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

1.2抗震設(shè)計(jì)的目標(biāo)

我國當(dāng)前對房屋建筑的抗震要求可以用“三水準(zhǔn)”概括，即“小震不壞、中震可修、大震不倒”，這一標(biāo)準(zhǔn)的具體解釋為：以所在房屋建筑地的抗震設(shè)計(jì)烈度為標(biāo)準(zhǔn)，如果發(fā)生的地震低于此標(biāo)準(zhǔn)，房屋建筑保持完好，或不需要進(jìn)行維修工作依然能夠繼續(xù)使用，則居民的居住安全不受影響，那么可采取的抗震結(jié)構(gòu)應(yīng)為彈性體系，同時可使用彈性反應(yīng)譜進(jìn)行分析；如果發(fā)生的地震強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng)，在經(jīng)過簡單維修，或不需要進(jìn)行維修工作依然能夠繼續(xù)使用，則建筑結(jié)構(gòu)在受到地震影響后，會成為非彈性結(jié)構(gòu)階段，但是產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)變形或損壞仍能夠保持在可維修的范圍內(nèi)；如果發(fā)生的地震強(qiáng)度高于此項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，則其設(shè)計(jì)需保證建筑物不會出現(xiàn)坍塌，且需注意的是，其會出現(xiàn)變形程度較高的非彈性變形，但不影響建筑物內(nèi)及周邊人員及時撤離。

1.3建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則

1）建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)該遵循“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件、強(qiáng)底層柱（墻）”的原則。

2）不應(yīng)該將承受豎向荷載的構(gòu)件作為主要耗能構(gòu)件。

3）在整個建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，要盡可能地設(shè)置多道防線，以避免結(jié)構(gòu)在承受住第一次地震破壞后難以抵御之后的多次余震。

4）在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，相關(guān)人員應(yīng)該有目的、有意識地對結(jié)構(gòu)中的薄弱部位進(jìn)行把控，確保其有足夠的變形能力不會使薄弱層發(fā)生轉(zhuǎn)移，以此來提高整個建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能；等等。

2、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題

在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員要結(jié)合實(shí)際情況，做好場地選擇，設(shè)計(jì)穩(wěn)定安全的結(jié)構(gòu)，提升建筑物的穩(wěn)定性和安全性。但是在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)過程中，需要控制好以下幾方面的因素，從而保證抗震設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

2.1選擇合適的施工地址

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是選擇合適的施工地址，施工地址的地層情況、土壤含量、自然環(huán)境因素以及周圍人為環(huán)境因素都可能會影響整個建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性和效用性，因此在建筑結(jié)構(gòu)抗震水平設(shè)計(jì)中，最關(guān)鍵最核心的要素就是合適的施工地質(zhì)。截至目前，我國已經(jīng)出臺了相應(yīng)的法律條文———《中華人民共和國減災(zāi)抗震法》，該條文要求各地在進(jìn)行建筑工程建設(shè)的時候要根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r進(jìn)行嚴(yán)格的安全等級評估，分析其發(fā)生地震災(zāi)害的可能性以及地震災(zāi)害可能的等級指標(biāo)，有的放矢地進(jìn)行防護(hù)。該條例中根據(jù)地震災(zāi)害可能帶來的損失標(biāo)準(zhǔn)將建筑地址安全性能等級明文規(guī)定為四類，即甲類、乙類、丙類和丁類。四類標(biāo)準(zhǔn)的安全系數(shù)要求逐級下降，甲類是可以預(yù)防大型地震災(zāi)害的建筑地址類型，乙類則是指可能會受到損失但是能夠及時恢復(fù)的建筑地址種類；丙類是指日常普通類型的建筑地址種類，也是目前建筑設(shè)計(jì)中最常見的一種；丁類則是抗震級別低于正常建筑標(biāo)準(zhǔn)的，主要用于建設(shè)臨時性建筑或者是安全等級較高地區(qū)的臨時性建筑。因此，在選擇建筑地址的時候要根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)，同時結(jié)合建筑使用目的以及其他具體情況選擇合適的地址。

2.2結(jié)構(gòu)體系選擇

選擇建筑的結(jié)構(gòu)體系時，應(yīng)該從以下幾個方面作為參考信息進(jìn)行選擇。第一，設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)體系應(yīng)該對主體的建筑抗震性能不會有影響，即在設(shè)計(jì)建筑施工結(jié)構(gòu)的時候，應(yīng)考了到整體建筑的抗震性能，不能因?yàn)椴糠值慕Y(jié)構(gòu)的損壞降低整個建筑的抗震性能。避免其中一個構(gòu)件對建筑整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利的影響。第二，在進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員要選擇科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)體系，明確結(jié)構(gòu)抗震等級，從而保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。第三，設(shè)計(jì)人員要結(jié)合施工現(xiàn)場情況，重點(diǎn)建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)和剛度分布，從而滿足建筑物安全的需要。第四，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)過程中，要結(jié)合實(shí)際建筑物的承載能力和變形能力，選擇最為合理的建筑結(jié)構(gòu)體系，比如鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性，提升建筑物的抗震能力。

2.3結(jié)構(gòu)的規(guī)則性

在建筑結(jié)構(gòu)的抗震性的設(shè)計(jì)中，建筑平面布置的規(guī)則性對抗震性功能的發(fā)揮具有很重要的作用，就當(dāng)前而言，建筑規(guī)則設(shè)計(jì)方案規(guī)則設(shè)計(jì)十分重要的，不能選擇不規(guī)則的方案。方案的規(guī)則設(shè)計(jì)主要表現(xiàn)在建筑主體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)，所以需要對其從以下幾個角度來注意問題：

首先，保證建筑主體抗側(cè)力的兩個主軸方向剛度相似。其次，保證建筑主體結(jié)構(gòu)的變化的均勻性，防止突變情況；然后，就是保證建筑主體的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)剛度的均勻性，根據(jù)發(fā)揮建筑整體抗震性性能。最后應(yīng)該協(xié)調(diào)均勻周邊結(jié)構(gòu)和中央核心結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力，防止其產(chǎn)生扭曲變形，重視建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性。

總結(jié)

建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)非常重要，它能夠貫穿于整個建筑工程的全過程。同時，科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目拐鹪O(shè)計(jì)還能夠保證整個建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。所以，應(yīng)該遵循建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的原則，對其中的場地選擇、結(jié)構(gòu)體系選擇、結(jié)構(gòu)體系的規(guī)則性等方面進(jìn)行認(rèn)真的研究，這樣能夠在保證建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的同時，為建筑業(yè)的良性發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

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