關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)若干問題思考

文/許魯達(dá)、毛文擂 舟山市規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)研究院 浙江舟山 316000

1、我國建筑結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

在我國建筑業(yè)飛速發(fā)展的今天，建筑結(jié)構(gòu)的抗震工作也被加以重視，隨著我國地震進(jìn)入活躍期，抗震設(shè)計(jì)也逐漸成為建筑施工設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重點(diǎn)工作。當(dāng)下，我國也有了屬于自己的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方案，而與發(fā)達(dá)國家相比，我國的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方案仍有著明顯差距，還需要進(jìn)一步的學(xué)習(xí)。

在西方發(fā)達(dá)國家，如歐美日等，在進(jìn)行構(gòu)件的承載力設(shè)計(jì)時(shí)都會以防止高烈度地震，即以中震為主的地震動參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。我國的實(shí)際情況則不如西方發(fā)達(dá)國家，美國根據(jù)不同地區(qū)烈度不同，采用了不同的延性等級進(jìn)行設(shè)計(jì)，而我國則大部分地區(qū)都以“小震不壞，大震不倒”，為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。無法有效的發(fā)揮建筑結(jié)構(gòu)的抗震性，為了保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，需要選擇不同的抗震設(shè)計(jì)方案與不同的建筑結(jié)構(gòu)相結(jié)合。

2、設(shè)計(jì)思路

2.1 建筑結(jié)構(gòu)具備規(guī)則特性

在進(jìn)行建構(gòu)設(shè)計(jì)的同時(shí)，要在能夠保證建筑結(jié)構(gòu)規(guī)則設(shè)計(jì)的同時(shí)，保證其符合結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的原則和目標(biāo)。設(shè)計(jì)要能夠均勻分布結(jié)構(gòu)承載力，使建筑扭轉(zhuǎn)剛度得以增強(qiáng)，而當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，采用規(guī)則對稱結(jié)構(gòu)的高層建筑，其自身會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力與內(nèi)應(yīng)力，將對自身起到保護(hù)，以免發(fā)生巨大的破壞，此外設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)該保證高層建筑能夠均勻分布豎向壓力，均勻?qū)ΨQ的平立面效果最佳，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)抗震效果，以確保建筑物能夠在強(qiáng)震中堅(jiān)挺不被破壞。

2.2 高層建筑層間位移約束

建筑提醒使對灘新區(qū)建位移角限值影響最大的一個(gè)因素，規(guī)則體型的設(shè)計(jì)是在設(shè)計(jì)中應(yīng)該盡量采用的，而不同的層高也會不同成都的對彈性位移產(chǎn)生影響，對此應(yīng)該在設(shè)計(jì)時(shí)使高寬之間的比例加大。而施工時(shí)要確保施工質(zhì)量，嚴(yán)格的遵守施工要求，充分了解材料特性。應(yīng)該考慮結(jié)構(gòu)位移約束的因素在進(jìn)行混凝土鋼筋施工時(shí)，還要與當(dāng)?shù)鼐唧w情況相結(jié)合，進(jìn)行設(shè)計(jì)施工，建筑的正常使用與穩(wěn)定性的確保是最重要的。而且高層建筑中，足夠的剛度十分重要，在地震時(shí)能有效地保障建筑結(jié)構(gòu)的安全，產(chǎn)生的較大層間位移能夠承載負(fù)荷。

2.3 控制地震對建筑的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)

不均勻的建筑結(jié)構(gòu)會影響到建筑的抗震能力，這樣的建筑在面對強(qiáng)震時(shí)非常容易發(fā)生坍塌、損壞等問題，所以對于建筑設(shè)計(jì)就有了要求，要提前設(shè)計(jì)好地震來臨時(shí)，如何預(yù)防地震產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，在建筑剛度出現(xiàn)問題，如不對稱時(shí)，就會出現(xiàn)較為明顯的扭轉(zhuǎn)振動。所以剛度對稱就顯得十分重要，處理好各層之間的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)與扭轉(zhuǎn)抗性的同時(shí)還要對建筑的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)加以重視，控制地震對建筑的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。

3、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的若干要點(diǎn)

3.1 地基場地的分析選擇

除了地震對建筑的直接破壞意外，場地的地質(zhì)條件也是地震造成建筑物坍塌的一個(gè)重要因素。選擇地基場地時(shí)應(yīng)該加以重視，平坦開闊的中硬土場地應(yīng)該優(yōu)先選擇，盡可能的不選擇不利于抗震的地段，地質(zhì)狀態(tài)不均勻，地質(zhì)軟化的場地都不應(yīng)該采用。在條件有限無法避開時(shí)要及時(shí)的采取與之對應(yīng)的抗震加強(qiáng)措施，使上部結(jié)構(gòu)與地基的剛度與整體性加強(qiáng)等手段都可以避免不均勻沉降事件的發(fā)生。要具體問題具體分析，比如當(dāng)?shù)鼗鶠闈裣菪渣S土地區(qū)時(shí)要做好對應(yīng)的防水措施以避免出現(xiàn)管道水地表水滲漏坑底出現(xiàn)的濕陷變形問題。

3.2 選擇抗震體系的分析研究

在設(shè)計(jì)高層建筑體型設(shè)計(jì)時(shí)不應(yīng)該太過復(fù)雜，盡可能的對稱，有規(guī)則性的進(jìn)行設(shè)計(jì)，使剛度能夠均勻分布，而結(jié)構(gòu)簡單的建筑物相比高層建筑結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析和實(shí)際受力要更加具有明確性?？臻g規(guī)則性也會影響到建筑物的空間規(guī)則性，建筑材料也會影響到抗震延性，所以要盡可能的選擇輕質(zhì)高強(qiáng)材料，減輕結(jié)構(gòu)自重。復(fù)雜的高層建筑必須設(shè)置防震縫，如果沒有設(shè)置防震縫應(yīng)該對于地震發(fā)生時(shí)較為薄弱的部位加以精確分析，使其抗震性能得以提高。防震縫十分重要，能夠使高層建筑結(jié)構(gòu)被分割為簡單，剛度結(jié)構(gòu)較為平均的獨(dú)立單元，減輕各單元之間的碰撞，使整體抗震性能得以提高。

3.3 建筑結(jié)構(gòu)的隔震措施

3.3.1 建筑地基采用隔震的特殊材料

對于地震能量能夠在構(gòu)筑物和建筑物的基底設(shè)置控制機(jī)構(gòu)加以耗散和隔離，特殊處理建筑物的基礎(chǔ)部位，使地震向上傳遞有效減少，減輕地震對建筑物帶來的損害。傳統(tǒng)的在地基位置鋪砂和黏土，墊層等能夠減輕地震帶來的危害。而近年來，以瀝青為原料的新型抗震材料的發(fā)現(xiàn)，將在未來得到進(jìn)一步的推廣與使用。

3.3.2 建筑基礎(chǔ)設(shè)置隔震

設(shè)置隔震層在結(jié)構(gòu)體系中能夠阻隔地震的能量，設(shè)置一個(gè)消能器在抗側(cè)力結(jié)構(gòu)中能達(dá)到同樣的效果，使地震向上傳遞的作用有效減輕，達(dá)到保護(hù)建筑上部結(jié)構(gòu)的作用，隔震結(jié)構(gòu)帶來的良好隔震效果使其結(jié)構(gòu)構(gòu)件和內(nèi)部設(shè)備在地震發(fā)生時(shí)不會被破壞，甚至不用疏散人員，但是裝置不適合高層建筑，因?yàn)檠b置會延長其自振周期，無法實(shí)現(xiàn)減震效果。常用的裝置有混合隔震裝置，橡膠墊裝置等，較為常用的有摩擦滑移隔震、粘彈性隔震等。

3.3.3 建筑層間隔震措施

通常層間隔震比較適合較為老舊的建筑物，其具有成本低，操作便捷，性價(jià)比高，能夠大幅的提升結(jié)構(gòu)抗震能力等優(yōu)點(diǎn)。與此同時(shí)，其減震效果，隔震效果相比其他設(shè)備較差，其真實(shí)抗震效果約為實(shí)際地震能量的1/10～3/10。不能充分的實(shí)現(xiàn)抗震效果。而其主要是將橡膠隔震支座房放在層柱樓板之間，減少地震帶來的損害。而隔震層能夠在水平地震作用下更好的發(fā)揮消耗地震能量的作用，減輕水平地震作用帶來的損害。

3.4 抗震結(jié)構(gòu)體系的選擇

延性優(yōu)秀的填充墻與抗震墻能夠有效地使地震對高層建筑的損害減少。而框架——抗震墻結(jié)構(gòu)體系中，抗震的角色會在抗震墻被破壞后變?yōu)榭蚣?，較低的延性會導(dǎo)致其被破壞。故合理的剛度和強(qiáng)度十分重要，在其合理時(shí)可以更多的將精力投入到建筑結(jié)構(gòu)中較為薄弱的部位，以確?？拐鹦阅埽嵘拐鹉芰?。

結(jié)語：

抗震問題與我國廣大人民群眾的生命安全以及財(cái)產(chǎn)安全息息相關(guān)，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)要將結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與建筑設(shè)計(jì)相結(jié)合，設(shè)計(jì)時(shí)要針對建筑的抗震問題進(jìn)行深度分析，加以充分考慮，使建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的水平得到真正提升，使建筑安全性能得以提升。建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)能夠盡可能有效地減輕甚至避免地震帶來的各種損失，在未來，我們要對于我國建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)應(yīng)該加以重視，實(shí)現(xiàn)具體問題具體分析，從各個(gè)方面對建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)問題進(jìn)行分析，真正有效地實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，保護(hù)廣大人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

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