淺析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震概念設(shè)計(jì)的重要性

文/王慶元 安徽省機(jī)械工業(yè)設(shè)計(jì)院有限公司 安徽合肥 230000

目前，我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)正在不斷發(fā)展。在我國各地的城市建設(shè)和農(nóng)村建設(shè)正在加快發(fā)展的步伐。建筑施工不僅要做好建筑設(shè)計(jì)，還要對建筑物的抗震能力進(jìn)行綜合的考量。對于過去幾年的研究可以發(fā)現(xiàn)，我國最近的地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)。對地震造成的直接和間接損失研究可以發(fā)現(xiàn)，如果建筑物不能有效抵御地震，建筑的倒塌將會造成的更大的損失。因此，開展建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理念的研究十分重要。

1、抗震概念在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的意義

建筑不僅為人們提供生活環(huán)境，同時，建筑物在改善人們的生活和生產(chǎn)水平方面也起著非常重要的作用。建筑物的質(zhì)量與人們的生命安全有著直接的聯(lián)系。只有通過確保建筑在設(shè)計(jì)、建設(shè)過程中的綜合質(zhì)量，人們才能在使用時感到更安全和舒適。因此，目前大多數(shù)設(shè)計(jì)師把建筑質(zhì)量放在第一位，這對我國的建筑行業(yè)的發(fā)展起著重要的作用。地震對建筑造成的破壞非常巨大，且地震有著不可預(yù)知性，地震的發(fā)生在目前技術(shù)是無法準(zhǔn)確預(yù)測，正如建筑抗震所述“由于地震動的不確定性、地震的破壞作用、結(jié)構(gòu)地震破壞機(jī)理的復(fù)雜性，以及結(jié)構(gòu)計(jì)算模型的各種假定與實(shí)際情況的差異，迄今為止，依據(jù)所規(guī)定的地震作用進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算，不論計(jì)算理論和工具如何發(fā)展，計(jì)算怎樣嚴(yán)格，計(jì)算的結(jié)果總還是一種比較粗略的估計(jì)”。雖然目前對地震規(guī)律性的認(rèn)識還很不足，但是按照國家相關(guān)規(guī)范規(guī)定，首先從概念著手進(jìn)行設(shè)計(jì)能夠有效預(yù)防或抵御地震作用，建筑結(jié)構(gòu)的抗震概念設(shè)計(jì)是非常必要的，它不僅提高了建筑的抗震能力，而且可以進(jìn)一步保護(hù)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全減少損失。

2、抗震概念在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的作用

2.1 抗震概念可以保證建筑物結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性

通過對近些年來國內(nèi)外地震經(jīng)驗(yàn)的分析，發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的整體性能和概念設(shè)計(jì)決定了建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。我國對于現(xiàn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范在抗震概念的設(shè)計(jì)方面也有非常明確的制度規(guī)定。當(dāng)設(shè)計(jì)人員在建筑的設(shè)計(jì)時考慮了抗震概念后，有效提高建筑物的強(qiáng)度和整體穩(wěn)定性，在地震等自然災(zāi)害發(fā)生時可以有效減少自然災(zāi)害對于建筑物造成危害和損失。

2.2 抗震概念可以明確建筑物結(jié)構(gòu)的建筑體型

在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)過程中，建筑人員對于結(jié)構(gòu)體系的受力情況的明確，可以有效確保建筑物的傳力路線。結(jié)構(gòu)的平面和豎向布置能均勻規(guī)則設(shè)計(jì)，也可以確保結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和側(cè)向剛度。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)體系的建立時應(yīng)以建筑設(shè)計(jì)規(guī)范為基礎(chǔ)[2]。體型規(guī)則和傳力簡單明了的設(shè)計(jì)在建筑設(shè)計(jì)中可以起到非常重要的作用。分析建筑物的特點(diǎn)，找出建筑物抗震能力有缺陷的地方，對于簡單的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也要進(jìn)行設(shè)計(jì)，以便采取相應(yīng)的措施進(jìn)行后續(xù)處理。

3、抗震概念在建筑結(jié)構(gòu)中的具體應(yīng)用措施

3.1 對于建筑的整體結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)建筑時，建筑人員應(yīng)當(dāng)將建筑作為一個整體來對待。在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)過程中，建筑人員必須保證結(jié)構(gòu)具有足夠的承載能力，建筑物的剛度、強(qiáng)度和延性也必須滿足相應(yīng)的建筑要求。抗震結(jié)構(gòu)體系要通過綜合分析，采用合理而經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)類型。結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)同場地的頻譜特性有密切關(guān)系，場地的地面運(yùn)動特性又同地震震源機(jī)制、震級大小、震中的遠(yuǎn)近有關(guān)；建筑的重要性、裝修的水準(zhǔn)對結(jié)構(gòu)的側(cè)向變形大小有所限制，從而對結(jié)構(gòu)選型提出要求；結(jié)構(gòu)的選型又受結(jié)構(gòu)材料和施工條件的制約以及經(jīng)濟(jì)條件的許可等。這是一個綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題，應(yīng)周密加以考慮。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)消除因局部結(jié)構(gòu)損傷而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體喪失承載力的現(xiàn)象。建筑設(shè)計(jì)人員必須采取有效措施處理建筑結(jié)構(gòu)中的薄弱部位，確保整個結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定[3]。

3.2 對于建筑的設(shè)計(jì)選擇合適的建筑場地

在進(jìn)行建筑物場地選擇時避免不利和危險(xiǎn)地段，因?yàn)榈卣鹪斐山ㄖ钠茐?，除地震動直接引起結(jié)構(gòu)破壞外，還有場地條件的原因，諸如：地震引起的地表錯動與地裂，地基土的不均勻沉陷、滑坡和粉、砂土液化等。因此，選擇有利于抗震的建筑場地，是減輕場地引起的地震災(zāi)害的第一道工序，抗震設(shè)防區(qū)的建筑工程宜選擇有利的地段，應(yīng)避開不利的地段并不在危險(xiǎn)的地段建設(shè)。

3.3 對于建筑物的體型、高度和規(guī)則性應(yīng)嚴(yán)格按照國家相關(guān)規(guī)范去執(zhí)行

在建筑抗震設(shè)計(jì)中，合理的建筑形體和布置在抗震設(shè)計(jì)中是頭等重要的。提倡平、立面簡單對稱。因?yàn)檎鸷Ρ砻鳎唵?、對稱的建筑在地震時較不容易破壞。而且道理也很清楚，簡單、對稱的結(jié)構(gòu)容易估計(jì)其地震時的反應(yīng)，容易采取抗震構(gòu)造措施和進(jìn)行細(xì)部處理?！耙?guī)則”包含了對建筑的平、立面外形尺寸，抗側(cè)力構(gòu)件布置、質(zhì)量分布，直至承載力分布等諸多因素的綜合要求?！耙?guī)則”的具體界限，隨著結(jié)構(gòu)類型的不同而異，需要建筑師和結(jié)構(gòu)工程師互相配合，才能設(shè)計(jì)出抗震性能良好的建筑。建筑的形狀和尺寸對建筑的抗震性能有著很大的影響。建筑的平面設(shè)計(jì)需要考慮抗震，在提高建筑物抗震能力的基礎(chǔ)上不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。在結(jié)構(gòu)的豎向布置中，剛度應(yīng)遵循結(jié)構(gòu)下大、上小的逐漸連續(xù)變化原則，有效的保證建筑物在面對地震等自然災(zāi)害時的抵御能力。

結(jié)語：

總的來說，雖然我國經(jīng)濟(jì)在近些年以來發(fā)展的速度十分的喜人，人民生活水平也有了很大程度上的改善，但是天災(zāi)人禍給我國造成的直接以及間接的經(jīng)濟(jì)損失仍然處于較高水平。對建筑的設(shè)計(jì)者來說，雖然地震造成的破壞無法完全避免，但是可以通過現(xiàn)有的技術(shù)手段將損失將至最低，抗震設(shè)計(jì)理念在建筑設(shè)計(jì)中的應(yīng)用對人們的生活居住安全至關(guān)重要。建筑抗震概念設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接關(guān)系到建筑抗震能力。因此，建筑設(shè)計(jì)師應(yīng)不斷提高自身的專業(yè)能力，充分利用建筑抗震概念設(shè)計(jì)，建造安全宜人的居住生產(chǎn)建筑。