建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計

陳兵　周玉琳

【摘 要】地震是一種自然災(zāi)害，具有巨大的破壞性，由于地震作用具有隨機(jī)性和復(fù)雜性，其對建筑造成的損壞具有不確定性。如果建筑物不具備足夠的抗震能力，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時將會對人們的生命財產(chǎn)安全造成嚴(yán)重的影響。由此可見，建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計至關(guān)重要。作者結(jié)合自身的工作實踐經(jīng)驗，在本文當(dāng)中分析了保證建筑結(jié)構(gòu)抗震水平的先決條件，并對實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)抗震水平設(shè)計的具體措施進(jìn)行了詳細(xì)的探討。

【關(guān)鍵詞】地震；建筑結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計

【Abstract】Earthquakes are a kind of natural disaster and they are very destructive. Due to the randomness and complexity of earthquakes， their damage to buildings is uncertain. If the building does not have sufficient seismic resistance， it will have a serious impact on people's lives and property when the earthquake occurs. From this we can see that the seismic design of building structures is very important. Based on his own work experience， the author analyzes the preconditions for ensuring the earthquake resistance of building structures in this paper， and discusses in detail the concrete measures for achieving the seismic design of building structures.

【Key words】Earthquake；Building Structure；Seismic Design

在人與自然地關(guān)系中，自然災(zāi)害是人類需要經(jīng)常應(yīng)對的一個重要問題，其中，地震又以其突發(fā)性強(qiáng)破壞力大而被列為群災(zāi)之首。地震作為破壞力最強(qiáng)的自然災(zāi)害，其對于人們的生活及建筑物損壞的程度是毀滅性的，為了防止地震對人類生活及建筑物的過度破壞，實現(xiàn)對人類生命及財產(chǎn)安全的保護(hù)，對建設(shè)工程采取科學(xué)合理的抗震設(shè)防措施是降低地震災(zāi)害損失的最有效途徑。建筑工程必須要在結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)中做好抗震設(shè)計。近年來，在專家、學(xué)者的共同鉆研和努力下，我國建筑工程結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計水平得到了顯著提升，抗震設(shè)計水平的提高幫助我國建筑工程結(jié)構(gòu)的抗震安全性實現(xiàn)了突破。

1. 保證建筑結(jié)構(gòu)抗震水平的先決條件

1.1 合理的選址。

（1）造成建筑物地震災(zāi)害的原因是多方面的，場地條件是其中重要的方面之一，由于場地因素引起的地震災(zāi)害往往特別嚴(yán)重，而且有些情況金金依靠工程措施來彌補(bǔ)是很困難的。因此在建筑結(jié)構(gòu)抗震水平設(shè)計中，合理的選址是最基本的先決條件。為了保證選址的正確、合理性，我國政府部門已經(jīng)出臺了《中華人民共和國減災(zāi)抗震法》等法律條文，其中明確規(guī)定“對于有可能發(fā)生的重大建設(shè)性工程以及次生災(zāi)害進(jìn)行嚴(yán)格的地震安全指標(biāo)評價，按照地震安全評價結(jié)果，明確相關(guān)建筑物的抗震設(shè)防要求，并對其進(jìn)行分別設(shè)防”。建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)其使用功能的重要性分為甲、乙、丙、丁類四個抗震設(shè)防類別，其中，甲類標(biāo)準(zhǔn)為：涉及國家公共安全的建筑工程和地震時可能發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的建筑，以及使用上有特殊要求的建筑；乙類標(biāo)準(zhǔn)為：地震中不能中斷使用功能，且必須要逐步恢復(fù)的建筑類型；丙類標(biāo)準(zhǔn)為：除甲、乙兩類建筑外的其他普通建筑類型；丁類標(biāo)準(zhǔn)為：抗震級別相對較低的建筑。

（2）由此根據(jù)對國家相關(guān)法規(guī)的分析，在進(jìn)行建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計時，必須要選擇對建筑有利的場地，避免在不理地段建設(shè)大型民用建筑，以防止地震破壞隱患的出現(xiàn)。對于一些軟基地段，也必須要進(jìn)行充分的處理，才能夠進(jìn)行合適的建筑設(shè)計。另外對于地震可能引起的次生災(zāi)害問題，也必須要予以正確的處理，進(jìn)一步保證選址的正確性。

1.2 科學(xué)的設(shè)計。

當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時，不同的建筑結(jié)構(gòu)所受到的地震影響是不同的，為了最大限度江都地震災(zāi)害的影響，建筑設(shè)計人員在抗震設(shè)計環(huán)節(jié)中，要根據(jù)當(dāng)?shù)氐囟蔚膶嶋H情況來進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的選擇。目前，我國常用的建筑結(jié)構(gòu)可分為“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)”、“砌筑結(jié)構(gòu)”、“鋼混結(jié)構(gòu)”和“鋼結(jié)構(gòu)”四種類型。通過對四種結(jié)構(gòu)的比較分析得出，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震能力相對較強(qiáng)，因為其自身具有較好的柔韌性，所以當(dāng)建筑物因地震災(zāi)害而出現(xiàn)應(yīng)力變形時，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)能夠依靠自身良好的承載力對其進(jìn)行一定程度的控制，這是其它三種結(jié)構(gòu)所不具備的優(yōu)勢。

1.3 堅實的質(zhì)量。

地震作為破壞性超強(qiáng)的自然災(zāi)害，想要最大限度降低其對建筑的破壞，保證建筑設(shè)計堅實的質(zhì)量是最基本的防護(hù)措施。相比較而言，我國建筑設(shè)計水平發(fā)展較為緩慢，我們可以向地震多發(fā)國家借鑒學(xué)習(xí)，日本這方面做得就很好。日本在構(gòu)筑高層建筑物的基礎(chǔ)中普遍采用“地基地震隔絕”技術(shù)，在建筑物底部安裝橡膠彈性墊或摩擦滑動承重座等抗震緩沖裝置。為了提高傳統(tǒng)木結(jié)構(gòu)房屋的抗震能力，日本最普遍的民宅也是箱體設(shè)計，地震災(zāi)害發(fā)生時房屋可以整體翻滾而不損毀。比如日本大京公司的一座號稱日本最高（地上55層、高185米）的埼玉縣川口公寓，使用了與美國紐約世界貿(mào)易中心相同的cft（鋼管），確保了抗震強(qiáng)度。這種鋼管的直徑最大達(dá)800毫米，厚度達(dá)40毫米，而且鋼管中還注入了比通長鋼筋混凝土強(qiáng)度高3倍的高強(qiáng)度混凝土，該公寓使用這種鋼管168根。為了保證建筑結(jié)構(gòu)抗震水平，必須要在建筑抗震設(shè)計環(huán)節(jié)中科學(xué)的運(yùn)用抗震理論，根據(jù)相關(guān)設(shè)計原則，利用有效措施來提高建筑結(jié)構(gòu)的可靠性與安全性。

2. 實現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)抗震水平設(shè)計的措施

2.1 基礎(chǔ)性防震措施應(yīng)用。

基礎(chǔ)性防震措施根據(jù)建筑的結(jié)構(gòu)的不同位置有著不同的措施： （1）地基隔震。地基隔震是在建筑地基與土層之間設(shè)置緩沖層，以便在地震發(fā)生時減小建筑與土層之間的震動碰撞，實現(xiàn)對震能的有效吸收和反射作用，減小地震對建筑物的破壞。目前，我國最常使用的地基隔層為瀝青原料隔震層。

（2）基礎(chǔ)隔震。基礎(chǔ)隔震是整個建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的關(guān)鍵，想要降低地震對建筑物的破壞，就必須做好基礎(chǔ)隔震措施。在對建筑基礎(chǔ)采取抗震措施時，為了減小地震對上部結(jié)構(gòu)的破壞，需要在建筑物的上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)位置接觸設(shè)置隔震層，防止地震力由地基處向上部結(jié)構(gòu)傳播，降低地震對建筑上部結(jié)構(gòu)的破壞?；A(chǔ)抗震裝置一般采用混合隔震裝置、基底滑移隔震裝置和夾層橡膠隔震裝置等。

（3）間層隔震。間層隔震是為了吸收地震的沖擊余力而設(shè)置的，間層隔震的有效設(shè)置能夠?qū)φ鹆M(jìn)行再次削減，以達(dá)到降低地震對建筑的破壞作用。間層隔震一般都安裝在原始結(jié)構(gòu)層上，其實我國最早使用的抗震措施，具有施工操作簡單的優(yōu)勢。

（4）懸掛隔震。懸掛隔震是通過懸掛的方式，將建筑物全部或部分結(jié)構(gòu)脫離地面，從而在地震出現(xiàn)時，降低地面震動與建筑物之間的震力作用。目前，此種抗震措施多用于大型鋼結(jié)構(gòu)建筑當(dāng)中，收到了較為不錯的抗震效果。

2.2 機(jī)敏減震支撐體系。

機(jī)敏減震支撐體系是集成現(xiàn)代科技技術(shù)的防震系統(tǒng)，其利用活塞運(yùn)動的原理，對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計。在地震災(zāi)害發(fā)生時，保證建筑結(jié)構(gòu)中的內(nèi)、外鋼能夠通過不斷的滑動來消減地震的破壞力，減輕震力破壞和消耗地震作用力的傳導(dǎo)。目前，這項技術(shù)還在不斷的研究和完善當(dāng)中，相信其很快就能夠?qū)崿F(xiàn)有效的應(yīng)用，為建筑抗震設(shè)計水平的提升做出貢獻(xiàn)。

2.3 效能減震技術(shù)應(yīng)用。

效能減震是實現(xiàn)對地震所產(chǎn)生動能的消耗，來減輕地震能的傳導(dǎo)大小，從而降低其對建筑物的破壞程度。目前，在此技術(shù)方面一般采用消能器和阻尼器，兩種器械都能夠?qū)崿F(xiàn)地震能量的有效消耗和吸收，減小震力對建筑主體的破壞，以達(dá)到對建筑主體結(jié)構(gòu)安全、穩(wěn)定性的保護(hù)。目前，效能減震技術(shù)在我國建筑防震設(shè)計中得到了有效的應(yīng)用，其在新建筑的防震設(shè)計和舊建筑的抗震加固方面，都起到了良好的效果。

3. 總結(jié)

綜上所述，建筑工程作為人類工作、學(xué)習(xí)和生活的基本場所，其對于人類正常生活秩序的重要性是不言而喻的。為了實現(xiàn)對人類生活正常秩序的有效維持，保證人類的生命及財產(chǎn)安全，做好對建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計是對建筑設(shè)計、施工企業(yè)的基本要求。在實際設(shè)計過程中，為了能夠?qū)⒖拐鹪O(shè)計的功能性最大限度發(fā)揮出來，設(shè)計人員應(yīng)多分析此前的抗震設(shè)計經(jīng)驗，結(jié)合實際建筑的特點(diǎn)，來進(jìn)行科學(xué)的抗震設(shè)計，為提升建筑結(jié)構(gòu)的抗震水平打下良好而又堅實的基礎(chǔ)。

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[文章編號]1619-2737（2018）03-08-717