建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理念與方法分析

文/張志宏 奎屯農(nóng)七師勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院（有限公司） 新疆奎屯 833200

1、抗震設(shè)計(jì)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用意義

無(wú)論是1976年發(fā)生的唐山大地震，還是2008年發(fā)生的汶川大地震，給人民群眾所造成的生命財(cái)產(chǎn)安全是難以估量的，是我國(guó)建國(guó)以來(lái)影響最大的一次大地震，甚至每年5月12日還被國(guó)家定為全國(guó)“防災(zāi)減災(zāi)日”，自此人們?cè)絹?lái)越重視地震災(zāi)害所造成的嚴(yán)重危害。作為自然災(zāi)害中的一種，地震災(zāi)害由于具有不可預(yù)測(cè)性和突發(fā)性等特點(diǎn)，因此一旦發(fā)生將會(huì)對(duì)建筑物和人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全造成極大的損害。尤其是近些年來(lái)，隨著城市人口的不斷增多，房屋建筑工程的數(shù)量也不斷增多，那么一旦發(fā)生大的地震災(zāi)害，而房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)卻沒(méi)有進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，那么所導(dǎo)致的各方面損失無(wú)疑是難以估量的。雖然人們已經(jīng)充分認(rèn)識(shí)到地震災(zāi)害的危害性，然而受當(dāng)前科技發(fā)展水平的局限，還是沒(méi)有一個(gè)較好的方法來(lái)有效準(zhǔn)確預(yù)測(cè)地震災(zāi)害的發(fā)生。那么對(duì)于人們居住的重要場(chǎng)所—房屋建筑而言，我們唯一能做的就是應(yīng)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候?qū)⒖拐鹪O(shè)計(jì)融入進(jìn)去，有效增強(qiáng)房屋建筑的抗震能力，提高房屋建筑的穩(wěn)定性和安全性，確保當(dāng)?shù)卣馂?zāi)害發(fā)生以后能夠更好地確保房屋建筑的安全，更好地保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)，進(jìn)而一定程度保障我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展?？梢妼⒖拐鹪O(shè)計(jì)應(yīng)用到房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之中尤為必要的，有著極為重要的意義和作用。

2、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)遵循的原則

具體來(lái)說(shuō)，建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)遵循的原則主要體現(xiàn)在以下方面：①結(jié)構(gòu)體型簡(jiǎn)單的原則，即在抗震設(shè)計(jì)中要做到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明了，以確保能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題。我們要確保建筑結(jié)構(gòu)只要通過(guò)簡(jiǎn)單的力學(xué)計(jì)算便可以分析清楚其受力情況，在此基礎(chǔ)上才能夠進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)精度并提升建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。再者，在保證建筑物抗震性能的前提下盡可能降低其結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度，也有助于在地震災(zāi)害發(fā)生時(shí)減少對(duì)建筑物造成的破壞。所以可以提升建筑物的抗震性能。②科學(xué)、合理的原則。建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)需要突出科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)原則，即參照建筑物的整體結(jié)構(gòu)并著眼于整體進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而避免由于設(shè)計(jì)缺陷而造成的建筑結(jié)構(gòu)受損。實(shí)際工作中，工作人員要著眼于全局考慮這方面的設(shè)計(jì)問(wèn)題，盡可能保證建筑結(jié)構(gòu)中每一個(gè)構(gòu)件都能夠銜接穩(wěn)定。在樓蓋、柱體、梁體設(shè)置中，尤其需要重視上述問(wèn)題，以提高工程結(jié)構(gòu)的剛度。地震災(zāi)害是對(duì)人類生產(chǎn)生活威脅最大的自然災(zāi)害，它會(huì)對(duì)建筑物的結(jié)構(gòu)造成不可逆轉(zhuǎn)的傷害。新形勢(shì)下，加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)已經(jīng)成為了國(guó)內(nèi)建筑設(shè)計(jì)企業(yè)、建筑研究所重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題，這預(yù)示著在國(guó)內(nèi)房?jī)r(jià)一路飆升的今天，人們?cè)陉P(guān)注建筑物居住舒適性、功能性的前提下也對(duì)其安全性提出了新要求。[1]中國(guó)歷史上曾發(fā)生過(guò)多次地震災(zāi)害，無(wú)論是唐山大地震還是汶川大地震，均對(duì)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)了巨大的傷害。綜上，我們需要從優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)入手，進(jìn)一步提高建筑物的抗震性能，眼下，針對(duì)建筑抗震設(shè)計(jì)有關(guān)單位和企業(yè)提出了“小震不破壞建筑結(jié)構(gòu)、中震可加固、大震震不倒”的設(shè)計(jì)理念，相關(guān)工作的推進(jìn)落實(shí)均應(yīng)以此為出發(fā)點(diǎn)展開。

3、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震設(shè)計(jì)的要點(diǎn)分析

3.1 對(duì)地點(diǎn)、地基與基礎(chǔ)的條件

選擇建筑地點(diǎn)時(shí)，應(yīng)依據(jù)工程需求，進(jìn)行總結(jié)歸納評(píng)價(jià)。選取對(duì)抗震方便的地段，避開不方便的地段，當(dāng)出現(xiàn)沒(méi)有辦法避開的情況時(shí)，就需要采用有效方法。同時(shí)為了造成建筑物發(fā)生“共振”破壞的情況，需要盡量讓地震動(dòng)突出周期和待建其建筑物的沉淪周期分開，減少地震其能量輸入。從地震其調(diào)查結(jié)果表明，存有“共振”破壞，同一場(chǎng)所，地震存在“有選擇”的損壞某一型號(hào)建筑物，然后“放過(guò)”其他建筑物?！犊拐鹨?guī)范》中明確的說(shuō)，建筑場(chǎng)所類別依據(jù)土層等效其剪切波速與場(chǎng)所覆蓋層其厚度分成4類。地基與基礎(chǔ)策劃應(yīng)符合下面的條件：①同一構(gòu)造單元其基礎(chǔ)不適合設(shè)置在本質(zhì)不一樣的地基上；②同一構(gòu)造單元不適合部分運(yùn)用天然其地基，部分運(yùn)用樁基；③地基有液化土、軟弱粘性土這兩類。新近填土與嚴(yán)重不平均的情況下，應(yīng)估算地震的情況下地基其不均勻下降或別的有害影響，并采取相應(yīng)辦法。

3.2 選擇合理建筑結(jié)構(gòu)體系

對(duì)于房屋建筑的抗震效果而言，所選擇的建筑結(jié)構(gòu)體系將直接影響到房屋建筑的抗震效果。所以在對(duì)房屋建筑進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的時(shí)候，對(duì)于房屋建筑的整體情況務(wù)必要考慮周全，不能因?yàn)閭€(gè)別的建筑結(jié)構(gòu)對(duì)整體建筑的抗震效果產(chǎn)生影響。將抗震設(shè)計(jì)應(yīng)用到房屋建筑設(shè)計(jì)的主要目的就是為了確保房屋建筑結(jié)構(gòu)體系的安全性與可靠性，唯有如此，才能夠使得被設(shè)計(jì)出來(lái)的房屋建筑既可以滿足人們的各方面需求，又能夠具有一定的抗地震災(zāi)害能力。應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)每個(gè)構(gòu)件，確保即使有部分地方出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候，也不會(huì)對(duì)房屋建筑整體的結(jié)構(gòu)安全造成影響。與此同時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)注意分析當(dāng)?shù)氐卣鸬膫鬟f路徑，對(duì)各項(xiàng)參數(shù)的計(jì)算應(yīng)做到嚴(yán)格控制。在對(duì)豎向結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，確保具備良好的應(yīng)力水平，可以承擔(dān)建筑自身的重力荷載。比如對(duì)于轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)而言，應(yīng)盡量做到使上部結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件傳來(lái)的垂直重力荷載通過(guò)轉(zhuǎn)換層一次至多二次轉(zhuǎn)換。除此之外，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)注意控制建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，確保每個(gè)構(gòu)建都可以承受均勻的作用。

3.3 設(shè)置多層抗震防線

建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，涉及到諸多方面的內(nèi)容，比如建筑場(chǎng)地的選擇以及空間布置等，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)要從實(shí)際出發(fā)合理設(shè)計(jì)。除此之外，要充分利用防線設(shè)置法，來(lái)增強(qiáng)建筑物的抗震能力。設(shè)計(jì)框架式建筑結(jié)構(gòu)，通過(guò)采用強(qiáng)柱與弱梁的結(jié)構(gòu)，若為雙重抗側(cè)力建筑結(jié)構(gòu)體系，首道放線設(shè)置為框架，之后為墻體，結(jié)合樓層剪力和地震傾覆力相關(guān)規(guī)定，進(jìn)行雙重抗側(cè)力體系的設(shè)計(jì)，能夠獲得不錯(cuò)的抗震效果，能夠避免抗震效應(yīng)失效的發(fā)生。

3.4 合理運(yùn)用抗震技術(shù)

在房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，可以采用以下新抗震技術(shù)：（1）隔震技術(shù)。技術(shù)原理為增加房屋建筑結(jié)構(gòu)的自振周期，進(jìn)而減弱地震作用。這需要在施工作業(yè)中，做好嚴(yán)格的把控，將建筑結(jié)構(gòu)底部和上層進(jìn)行合理分割，使用隔震裝置，必須要保證裝置的穩(wěn)定性，進(jìn)而確保使用效果。（2）消能減震技術(shù)。比如利用阻尼元件設(shè)備，加大對(duì)重要部位的保護(hù)力度。

結(jié)語(yǔ)：

總而言之，要想有效提高房屋建筑的抗震性能，盡可能降低地震災(zāi)害發(fā)生時(shí)候?qū)Ψ课萁ㄖ斐傻钠茐挠绊?，那么就必須將抗震設(shè)計(jì)應(yīng)用到房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中來(lái)。文章先闡述了抗震設(shè)計(jì)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用意義，然后探討了抗震設(shè)計(jì)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用，希望能借此為相關(guān)人員提供一定的參考借鑒。