建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)分析

柳東松

江蘇現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)有限公司 江蘇 泰州 225300

1、前言

一系列地震災(zāi)害使人們?cè)絹?lái)越重視建筑設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)。如何在建筑設(shè)計(jì)中增加強(qiáng)震措施以及如何優(yōu)化抗震設(shè)計(jì)的抗震能力已成為建筑設(shè)計(jì)師關(guān)注的焦點(diǎn)。為確?？拐鹪O(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)中的作用，應(yīng)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行科學(xué)合理的創(chuàng)新，以達(dá)到可靠的建筑抗震性能，保護(hù)建筑物免受突發(fā)性地震造成的過(guò)度破壞。

2、抗震結(jié)構(gòu)的發(fā)展情況

地震的發(fā)生是高度不確定和復(fù)雜的，甚至精確的地震儀器也不是萬(wàn)無(wú)一失的。因此，作為一個(gè)龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)，建筑物的結(jié)構(gòu)將經(jīng)歷許多復(fù)雜的變化。因此，在建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)以建筑工程抗震設(shè)計(jì)的理論和經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)。從“概念設(shè)計(jì)”的角度來(lái)看，建筑結(jié)構(gòu)的整體地震響應(yīng)應(yīng)該是重點(diǎn)。在結(jié)構(gòu)破壞過(guò)程中采用柔性抗震設(shè)計(jì)可以全面解決結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一些問(wèn)題。它不僅考慮了建筑的整體布局原則，還考慮了關(guān)鍵細(xì)節(jié)的構(gòu)建，從根本上提高了建筑的抗震性能。

3、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)

地震結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)的目的是使整個(gè)結(jié)構(gòu)降低地震能量，避免結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)。在所有當(dāng)前的地震設(shè)計(jì)中，假設(shè)整個(gè)結(jié)構(gòu)可以減少地震能量，然后進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算和截面設(shè)計(jì)。為了確保建筑物具有足夠的抗震能力，概念設(shè)計(jì)中控制結(jié)構(gòu)的抗震能力應(yīng)考慮以下幾個(gè)重要方面：對(duì)于合理的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)工作，同一結(jié)構(gòu)單元不應(yīng)位于不同的屬性中。在基本土壤中，不要使用本周的基本形式，設(shè)計(jì)應(yīng)充分發(fā)揮基本功能。為了選擇合理的結(jié)構(gòu)體系，地震構(gòu)件應(yīng)該是均勻和對(duì)稱(chēng)的，并且應(yīng)該建立一些抗震設(shè)防線以避免一些薄弱環(huán)節(jié)。建筑物的形狀應(yīng)簡(jiǎn)單，規(guī)則，對(duì)稱(chēng)，以減少地震造成的變形。通常，不規(guī)則形狀，不對(duì)稱(chēng)或大質(zhì)量中心和大的變化不利于抗震。多層建筑應(yīng)該適應(yīng)地板之間的強(qiáng)度和剛度。如果板坯很薄，則在地震力作用下的板坯將變成集中部分的變形，導(dǎo)致整個(gè)建筑物從該部分被破壞。例如，在商業(yè)建筑中常用的地板設(shè)計(jì)中，底層通常是框架，上層是磚和混凝土結(jié)構(gòu)。底部框架的橫向剛度比上部框架的橫向剛度差得多。因此，一般住宅是整個(gè)建筑的薄弱環(huán)節(jié)。為了提高起落架的反向傳動(dòng)能力，應(yīng)根據(jù)需要設(shè)定水平和垂直方向，以避免底部地震穩(wěn)定性不足的問(wèn)題。為了避免地面變形造成的直接損壞，有必要選擇有利于地震的場(chǎng)地和地基。場(chǎng)地和基礎(chǔ)的質(zhì)量在很大程度上決定了建筑物的損壞程度。如果選擇不利于建筑物抗震性能的地基或場(chǎng)地，則應(yīng)根據(jù)抗震設(shè)防的類(lèi)型和地面的液化采取適當(dāng)?shù)目拐鸺庸檀胧?。注?cè)后，采取措施提高基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的完整性，確?；A(chǔ)的穩(wěn)定性。為了增強(qiáng)結(jié)構(gòu)空間的完整性，應(yīng)加強(qiáng)飛機(jī)。垂直方向確保足夠的整體剛度。每種類(lèi)型的部件之間必須有安全可靠的連接，以確保必要的強(qiáng)度和可變形性以及良好的整體抗震結(jié)構(gòu)。應(yīng)注意非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的處理，充分利用對(duì)主體結(jié)構(gòu)的有益幫助，避免對(duì)主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響的不合理設(shè)置。多個(gè)部件的可靠連接確保每個(gè)部件的強(qiáng)度最大化，以更好地傳遞地震力并增加整個(gè)部件的延展性。

4、建筑結(jié)構(gòu)體系

建筑結(jié)構(gòu)體系的合理性非常重要。這是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要考慮的問(wèn)題，對(duì)建筑物的安全性和經(jīng)濟(jì)性起著決定性的作用。具體來(lái)說(shuō)，我們應(yīng)該注意以下問(wèn)題。結(jié)構(gòu)系統(tǒng)應(yīng)具有清晰的示意圖和合理的地震轉(zhuǎn)移方法。在此過(guò)程中，垂直結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能靠近垂直重力負(fù)荷。應(yīng)力均勻，屋頂布局合理，垂直重力荷載通過(guò)最短路徑傳遞到垂直構(gòu)件墻。在這個(gè)過(guò)程中，整個(gè)反應(yīng)結(jié)構(gòu)體系也應(yīng)該是清楚的。反應(yīng)結(jié)構(gòu)通常由框架，簡(jiǎn)化體和支撐體組成。對(duì)于他們的設(shè)計(jì)，他們應(yīng)該盡可能連續(xù)。如果它們垂直變化，相應(yīng)的變化將是緩慢和均勻的。結(jié)構(gòu)系統(tǒng)應(yīng)避免整個(gè)結(jié)構(gòu)因局部結(jié)構(gòu)失效而失去其抗震能力?？拐鹪O(shè)計(jì)的一個(gè)重要原則是結(jié)構(gòu)必須具有必要的冗余和內(nèi)力重新分配。地震發(fā)生時(shí)，某些部件可能會(huì)損壞或不再使用，而其他部件則必須承受垂直載荷，以防止整個(gè)建筑物倒塌并造成更大的破壞。結(jié)構(gòu)系統(tǒng)還具有必要的承載能力，良好的變形能力和能耗。一般來(lái)說(shuō)，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有良好的塑性內(nèi)力再分配能力，可以很好地發(fā)揮抗震減震和耗散能力，是常用的材料。結(jié)構(gòu)系統(tǒng)還具有良好的剛度和強(qiáng)度。在建筑物中，應(yīng)采用合理且良好的剛度和強(qiáng)度分布，以避免局部減弱引起的過(guò)度應(yīng)力集中或塑性變形。對(duì)于可能的薄弱環(huán)節(jié)，應(yīng)采取措施減少地震壓力。韌性和抗震性主要用于抵抗大地震中的非彈性變形。韌性地震承載力和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度在地震力的破壞中起著同樣重要的作用。為了確保鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在地震引起的動(dòng)態(tài)響應(yīng)過(guò)程中表現(xiàn)出更好的延性和抗震性，有必要將塑性變形能力集中在部件上，以確保良好的延展性。在設(shè)計(jì)中，一般有三種思路：選擇一種可接受的塑性變形機(jī)構(gòu)，常用的是梁柱鉸鏈機(jī)構(gòu)，這就是我們常說(shuō)的強(qiáng)柱弱梁。通常我們將柱截面的組合彎矩乘以其增加系數(shù)，或者我們可以選擇通過(guò)實(shí)際加強(qiáng)梁端來(lái)計(jì)算從梁端到力矩的阻力。換句話說(shuō)，實(shí)際彎矩乘以增加系數(shù)法，并且通過(guò)使用增加的彎矩值來(lái)執(zhí)行柱端控制界面的承載能力設(shè)計(jì)。然后，通過(guò)將在梁的兩端的橫截面的順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较蛏系慕M合彎矩的值乘以增加的系數(shù)來(lái)計(jì)算梁端處的剪切力。通過(guò)將橫梁的橫截面的力矩乘以實(shí)際的強(qiáng)化能量乘以順時(shí)針或逆時(shí)針?lè)较虻脑隽肯禂?shù)，可以獲得橫梁末端的剪切力。最后，通過(guò)相應(yīng)的施工方法，可以保證塑料鉸鏈位置具有所需的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)能力和塑料能量消耗能力，這主要是通過(guò)環(huán)箍壓實(shí)和軸向壓縮比的限制來(lái)保證的。建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)的過(guò)程。從現(xiàn)場(chǎng)選擇到基本結(jié)構(gòu)配置，抗震設(shè)計(jì)貫穿整個(gè)建筑設(shè)計(jì)。因此，正確合理的地震方法設(shè)計(jì)對(duì)于建筑設(shè)計(jì)非常重要。

5、結(jié)束語(yǔ)

作為一場(chǎng)不可預(yù)測(cè)的自然災(zāi)害，地震要求施工過(guò)程開(kāi)始之前做好相關(guān)研究，以避免地震造成的巨大損失。作為建筑工程師，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要從整體入手，掌握建筑的功能和安全性。我們應(yīng)該以此為出發(fā)點(diǎn)，建造更美麗，更安全的建筑，保護(hù)人民財(cái)產(chǎn)，維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定。