抗震概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

文/尹義文 山東濟(jì)南 250000

對(duì)于高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，要遵守抗震設(shè)計(jì)規(guī)范，從抗震概念設(shè)計(jì)應(yīng)用入手，結(jié)合工程實(shí)際情況，提出定量控制要求。值得注意的是，開展高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，要在概念清晰且技術(shù)可靠的基礎(chǔ)上，合理的設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)，以確保建筑的抗震性能。通常情況下，高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，需要從概念設(shè)計(jì)、抗震計(jì)算、抗震措施等方面加以把控，以確保設(shè)計(jì)的合理性。

1、抗震概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用原則

地震是一種突然間的地殼運(yùn)動(dòng)，很容易對(duì)建筑物產(chǎn)生影響，有時(shí)會(huì)發(fā)生位移甚至?xí)茐慕ㄖY(jié)構(gòu)致使建筑物坍塌，復(fù)雜性、不可預(yù)見性、不確定性及其危害性是其最大的特點(diǎn)，據(jù)統(tǒng)計(jì)全球每年7級(jí)以上地震發(fā)生次數(shù)超過(guò)20次，6級(jí)以上地震超過(guò)100次，上海作為我國(guó)重要的發(fā)達(dá)城市集聚了眾多人口，據(jù)歷史記載在過(guò)去的300多年時(shí)間里最大的一次地震只有4.8級(jí)，但當(dāng)?shù)亟ㄖ袠I(yè)在進(jìn)行建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)仍積極進(jìn)行防震處理，以期為民眾提供一個(gè)安全舒適的生活環(huán)境。在進(jìn)行地震概念設(shè)計(jì)時(shí)需要根據(jù)建筑地的實(shí)際情況建筑物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)選擇最佳的方位，選擇適宜的建材，當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)越發(fā)復(fù)雜，在實(shí)際施工時(shí)涉及多種原材料，根據(jù)結(jié)構(gòu)與材料性能設(shè)置抗震防線，保證建筑結(jié)構(gòu)的連貫性，提高其抗震性能及延展性，在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)前一定要組織專業(yè)設(shè)計(jì)人員和施工人員根據(jù)實(shí)地考察的情況設(shè)計(jì)切實(shí)可行的方案，對(duì)于工程中可能出現(xiàn)的難點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化處理，事先可以就設(shè)計(jì)方案進(jìn)行模擬，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及早對(duì)其進(jìn)行解決，便于日后順利施工。

2、抗震概念設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

2.1 建筑工程地點(diǎn)的最優(yōu)選擇

對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)來(lái)講，其最終目的在于提升建筑工程的抗震功能，保證建筑結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定，那么其設(shè)計(jì)首要考慮因素為建筑工程的場(chǎng)地。具體來(lái)講，建筑設(shè)計(jì)師需要同業(yè)主方、施工單位等合作方共同參與研究合適的場(chǎng)地，對(duì)于建筑工程來(lái)講，平坦、開闊性的場(chǎng)所是最為適合的場(chǎng)所，其能夠保證建筑工程的安全穩(wěn)定，也能夠最大程度的發(fā)揮建筑的抗震功能。其次，對(duì)于施工場(chǎng)地的土地也需要有一定的要求，即土地及土地結(jié)構(gòu)的密度和硬性需要較為均勻以及優(yōu)秀，保證后期施工的順利開展以及建筑項(xiàng)目的安穩(wěn)落成，對(duì)于土地包含軟土、液化土、河岸區(qū)域等場(chǎng)所，場(chǎng)地的選擇應(yīng)當(dāng)盡量避免上述幾個(gè)地方，避免區(qū)域內(nèi)發(fā)生地震災(zāi)害時(shí)，由于土地的問(wèn)題導(dǎo)致項(xiàng)目不能繼續(xù)施工、塌方或倒塌的現(xiàn)象發(fā)生。第三，建筑場(chǎng)所的選擇還需要考慮其他自然災(zāi)害的情況，如泥石流、山體滑坡等，上述自然災(zāi)害發(fā)生較為頻繁的區(qū)域也應(yīng)避免選擇，除此之外，處于地震帶以及斷裂帶的明顯區(qū)域，一定不要考慮將其作為建筑場(chǎng)所。

2.2 抗震構(gòu)架體的選取

依托選取剛度大、強(qiáng)度好的建筑物構(gòu)架實(shí)施方案，其在相當(dāng)程度上可減小建筑物發(fā)生變形情況的幾率，由此可充分達(dá)到建筑主體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性。在選取抗震的結(jié)構(gòu)類型時(shí)必須關(guān)注如下若干內(nèi)容：建筑工程設(shè)計(jì)者必須對(duì)抗震型構(gòu)架實(shí)施整體、系統(tǒng)的技術(shù)評(píng)估，而且還不能忽視非結(jié)構(gòu)性物件的抑制震動(dòng)能力，尤其是要關(guān)注非結(jié)構(gòu)性物件的本身強(qiáng)度性能、剛度性能等指標(biāo)；建筑物體的抗震性構(gòu)架一定要具備充分的負(fù)荷功能、較佳的耐變型功能以及充分的緩沖、減蝕地震動(dòng)量的特性，鋼筋水泥結(jié)構(gòu)的可塑性內(nèi)應(yīng)力重新分布性能較佳，可以大幅度的吸蝕和減弱地震動(dòng)能；抗震結(jié)構(gòu)必須具有明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖與地震作用傳遞途徑，樓屋蓋梁系布置過(guò)程中應(yīng)該盡可能的選擇垂直重力荷載，這樣能夠以最短的路徑將地震荷載傳遞到柱、墻等豎向構(gòu)件上，在進(jìn)行轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)布置時(shí)，應(yīng)該盡可能的保證其能夠?qū)ι喜拷Y(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件傳來(lái)的垂直重力荷載進(jìn)行一次或者兩次轉(zhuǎn)換。真挑剔抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系由支撐結(jié)構(gòu)、剪力墻、框架結(jié)構(gòu)等組成。

2.3 抗震參數(shù)計(jì)算和統(tǒng)計(jì)工作

建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的參數(shù)計(jì)算和統(tǒng)計(jì)，是規(guī)劃抗震設(shè)計(jì)方案的數(shù)值參考，其合理性、準(zhǔn)確性能夠有效保證抗震設(shè)計(jì)方案的合理性。因此，建筑設(shè)計(jì)師在具體的方案設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要針對(duì)建筑的合理有效承受力范圍進(jìn)行明確的計(jì)算和規(guī)范，在此基礎(chǔ)上針對(duì)性的設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)模型，通過(guò)多次的模擬檢測(cè)試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證建筑結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)，保證所統(tǒng)計(jì)和計(jì)算的參數(shù)是具有較為實(shí)用的參考價(jià)值，從而保證建筑設(shè)計(jì)方案的科學(xué)合理。

2.4 設(shè)置多道抗震防線

設(shè)置多道抗震防線能讓一個(gè)結(jié)構(gòu)的抗震體系有一定安全冗余度，如框架—抗震墻體系是由延性框架和抗震墻兩個(gè)系統(tǒng)組成。從概念設(shè)計(jì)角度出發(fā)，應(yīng)優(yōu)先選擇重力荷載較小的豎向支撐或填充墻，或者選用軸壓比較小的抗震墻、筒體此類的大剛度、抗水平地震力強(qiáng)的構(gòu)件作為第一道抗震防線的抗側(cè)力構(gòu)件。不宜采用軸壓比大的框架柱兼作第一道防線的抗側(cè)力構(gòu)件，以免框架柱受到地震力破壞后失去豎向承載力，產(chǎn)生倒塌。例如，在框架—抗震墻結(jié)構(gòu)體系中，設(shè)計(jì)時(shí)不但要考慮小震和中震情況下結(jié)構(gòu)基本完好，還要考慮在大震情況下，當(dāng)連梁失去作用，按單片墻肢計(jì)算，結(jié)構(gòu)仍有承載能力而不倒，還有要求計(jì)算時(shí)框架柱承擔(dān)的剪力不小于總剪力的20%，這樣即使抗震墻破壞后框架柱仍具有一定的承載能力，可以保證結(jié)構(gòu)“大震不倒”。不同的地區(qū)有不同的地質(zhì)特點(diǎn)，地震發(fā)生的等級(jí)與建筑類型各有不同，把握好抗震防線數(shù)量，合理利用結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震，有利于建筑結(jié)構(gòu)抗震性達(dá)標(biāo)。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，建筑抗震性作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)項(xiàng)目，在整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有不可替代的作用和地位，為了保證建筑結(jié)構(gòu)抗震性能夠在建筑結(jié)構(gòu)中和實(shí)際生活中充分發(fā)揮其價(jià)值，必須重點(diǎn)關(guān)注結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計(jì)質(zhì)量和選用科學(xué)性的保證以及技術(shù)的優(yōu)化，在保證其結(jié)構(gòu)合理安全性的前提下追求其經(jīng)濟(jì)。在建筑物的抗震設(shè)計(jì)過(guò)程中需要與建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)，保證建筑物安全性的同時(shí)，節(jié)約建筑成本，提高建筑物建設(shè)的經(jīng)濟(jì)性。

[1]曹國(guó)生.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震概念設(shè)計(jì)的把握及分析[J].城市建設(shè)理論研究：電子版，2013.

[2]李佳麗.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)探析[J].建材與裝飾，2017.