建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念

李偉

[摘要]鑒于杭震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要性，研究杭震設(shè)計(jì)是十分重要的。地震設(shè)計(jì)方法理論是一個(gè)非常復(fù)雜的課題。由于時(shí)間和能力的限制，這一理論的研究是不夠的。本文針對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的杭震結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討，希望對(duì)同行工作人員有所助益。

[關(guān)鍵詞]建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)理念 文章編號(hào)：2095-4085（2018）06-0050-02

1 抗震理念設(shè)計(jì)的理論概述

1.1 抗震理念設(shè)計(jì)的概念

地震概念設(shè)計(jì)是指地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗(yàn)的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)理念，建筑結(jié)構(gòu)的總體布局和確定混凝土結(jié)構(gòu)的過程。概念設(shè)計(jì)是一個(gè)不以計(jì)算為基礎(chǔ)的工程師。根據(jù)設(shè)計(jì)理論和施工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)理念進(jìn)行評(píng)估，并評(píng)估滿足抗震要求的設(shè)計(jì)方案。它包括分析、綜合和評(píng)價(jià)三個(gè)步驟。

1.2 抗震理念設(shè)計(jì)在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的作用

高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的過程，要了解地震結(jié)構(gòu)和有限的影響，材料的性能，地震波變化的建造和安裝以及模糊模擬，進(jìn)一步完善高層建筑的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，因此，高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)重視地震的概念。在數(shù)值計(jì)算的基礎(chǔ)上，抗震設(shè)計(jì)的應(yīng)用可以滿足居民的實(shí)際需要?？拐鸶拍畹氖褂帽仨毞浅ｊP(guān)注高層建筑設(shè)計(jì)中的高層建筑，抗震設(shè)計(jì)概念設(shè)計(jì)師，以便他們嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)則，擺脫傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤，只注意計(jì)算結(jié)果，按照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則，結(jié)合區(qū)域抗震規(guī)范。最后是保護(hù)人身和財(cái)產(chǎn)安全。

1.3 抗震理念設(shè)計(jì)的基本原則

1.3.1 結(jié)構(gòu)的整體性

在高層建筑結(jié)構(gòu)中，地板的完整性對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)的完整性非常重要，這相當(dāng)于水平分區(qū)，具有收集和傳遞慣性到垂直倒立結(jié)構(gòu)的功能。因此，這些子結(jié)構(gòu)必須具有強(qiáng)烈的抗震性能。

1.3.2 結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單性

簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)是指在地震作用下，傳遞力的清晰和直接的路徑。在高層建筑抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中，明確了“結(jié)構(gòu)體系應(yīng)具有清晰的計(jì)算和簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)，合理的地震傳遞方式”。只有一個(gè)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)可以準(zhǔn)確地分析結(jié)構(gòu)位移、內(nèi)力和模型，掌握高層建筑抗震性能的薄弱環(huán)節(jié)，并采取相應(yīng)措施防止其發(fā)生。

1.3.3 結(jié)構(gòu)的剛度

在地震作用下，結(jié)構(gòu)的剛度和抗震能力是雙向的。確定結(jié)構(gòu)的剛度，并安排結(jié)構(gòu)以抵抗任何方向的地震。一般來說，基本結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠的剛度和抗震能力，不僅要控制結(jié)構(gòu)變形，而且要減少地震對(duì)高層建筑的影響。避免了大結(jié)構(gòu)變形引起的兩級(jí)重力效應(yīng)，破壞了結(jié)構(gòu)不平衡，大大降低了高層建筑的抗震性能。

1.3.4 結(jié)構(gòu)的規(guī)則性與均勻性

高層建筑垂直和縱向的布局規(guī)則，結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度的變化應(yīng)該是統(tǒng)一的，以避免側(cè)向力傳輸路線，軸承剛度和側(cè)向力突變，防止結(jié)構(gòu)在垂直方向之間的薄弱環(huán)節(jié)的建設(shè)或幾層。

2 高層建筑續(xù)苛溝抗震概念設(shè)計(jì)基本原則

2.1 確保建筑設(shè)計(jì)的規(guī)律性和一致性

高層建筑整體結(jié)構(gòu)不合理，結(jié)構(gòu)不均勻，不規(guī)則，對(duì)整個(gè)建筑的抗震性能影響很大。因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震概念設(shè)計(jì)方法，需要注意高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的體形和整體結(jié)構(gòu)，以平面形狀規(guī)則，對(duì)稱性和均勻性，建筑控制的縱橫比一個(gè)合理的范圍內(nèi)，建筑物的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)被最小化。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮建筑物的整體質(zhì)量和剛度。建筑的承載力應(yīng)該是對(duì)稱的，均勻分布的，以達(dá)到建筑中心與中心之間的重疊剛度。

2.2 建筑結(jié)構(gòu)的剛度和抗震設(shè)計(jì)

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，要沿建筑主體結(jié)構(gòu)的兩個(gè)主軸進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，以保證建筑物的剛性和兩根主軸的抗震性能。只有確保主體各個(gè)方向的剛度和抗震性能，才能最大限度地減小地震后結(jié)構(gòu)變形效應(yīng)引起的地震力，保證整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，結(jié)構(gòu)在兩個(gè)主要方向上應(yīng)具有足夠的剛度和抗震能力，同時(shí)應(yīng)具有抗扭剛度和抗扭轉(zhuǎn)能力。

2.3 建筑物設(shè)計(jì)的計(jì)算圖和有效的傳播路徑

在高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)借助計(jì)算機(jī)程序計(jì)算建筑結(jié)構(gòu)，以獲得建筑物計(jì)算的實(shí)際結(jié)構(gòu)。分析了建筑物在荷載作用下的結(jié)構(gòu)變化，并繪制了建筑物的結(jié)構(gòu)計(jì)算。然后通過科學(xué)合理的建筑力學(xué)模型和數(shù)學(xué)模型對(duì)建筑物的抗震能力進(jìn)行模擬分析。只有在地震條件下，建筑物的抗震性能才能得到最佳檢測(cè)，才能設(shè)計(jì)出更有效的建筑物傳輸路徑。因此，只有運(yùn)用概念設(shè)計(jì)方法和數(shù)據(jù)模型，結(jié)構(gòu)模型，設(shè)計(jì)和計(jì)算結(jié)構(gòu)在內(nèi)力作用下的應(yīng)力狀態(tài)，建筑物的變形情況，才能保證建筑物的整體抗震性能，建筑使用需求。

2.4 在設(shè)計(jì)過程中選擇優(yōu)質(zhì)材料

為了保護(hù)高層建筑的抗震性能，我們需要選擇具有良好延展性和高強(qiáng)度的建筑材料。延性材料具有較高的能量吸收能力，可以滿足高建筑容量的要求。同時(shí)，延性材料的使用可以減少整個(gè)建筑物的材料使用和建設(shè)成本。在抗震設(shè)計(jì)理念中，整體結(jié)構(gòu)是根據(jù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的延性來設(shè)計(jì)的，以保證整個(gè)建筑的延展性，并且該建筑的抗震性能良好。

3 結(jié)語

在建筑設(shè)計(jì)中，建筑的抗震設(shè)計(jì)是整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最重要的部分之一。在研究建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程和建筑結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)時(shí)，為了避免生產(chǎn)過程中的災(zāi)難，相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師應(yīng)從宏觀角度綜合處理建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]龔思禮.建筑抗震設(shè)計(jì)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2014.