工民建結(jié)構(gòu)抗震探索及研究

王曉帥

摘 要：在對(duì)建筑工程項(xiàng)目進(jìn)行相關(guān)的規(guī)劃與設(shè)計(jì)的過程中，其中一個(gè)尤為重要的問題就是工民建結(jié)構(gòu)抗震。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，抗震環(huán)節(jié)已成為建筑結(jié)構(gòu)中的一項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)，通過造成對(duì)抗震設(shè)計(jì)的合理設(shè)置，能夠使建筑結(jié)構(gòu)更加安全。 目前，工民建結(jié)構(gòu)抗震能力與人民的生命、財(cái)產(chǎn)安全息息相關(guān)，因此逐漸受到了社會(huì)各界的關(guān)注與研究。本文簡(jiǎn)要說明了抗震設(shè)計(jì)應(yīng)該秉持的原則以及我國(guó)目前的相關(guān)抗震現(xiàn)象分析，介紹了結(jié)構(gòu)地震所涉及到的分析方法并提出了抗震能力的有效提高政策。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu);抗震設(shè)計(jì);發(fā)展現(xiàn)狀;對(duì)策分析

一、工民建結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)遵循的原則

在對(duì)工民建結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的過程中，要合理遵循抗震原則，才能使抗震設(shè)計(jì)更加有效。首先選擇建筑場(chǎng)地時(shí)要有助于抗震，選用建筑平立面，建筑項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)形式要科學(xué)合理，提高結(jié)構(gòu)的整體性與延展性。工民建結(jié)構(gòu)物的動(dòng)力性能一般由結(jié)構(gòu)布置以及建筑布局決定的，建筑布局能夠?qū)崿F(xiàn)合理簡(jiǎn)單的特性，同時(shí)，結(jié)構(gòu)布置又與抗震原則相符合，而且具備整體性與延展性相互統(tǒng)一的特征，這會(huì)從很大程度上保障了建筑工程項(xiàng)目的抗震性能。

二、工民建結(jié)構(gòu)抗震現(xiàn)狀分析

工民建項(xiàng)目結(jié)構(gòu)的整體工程質(zhì)量直接影響著施工單位的經(jīng)濟(jì)效益，特別是其中的抗震性能環(huán)節(jié)起到尤為重要的作用，并且，深深影響著國(guó)家的長(zhǎng)久發(fā)展以及人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，所以，我國(guó)目前建筑行業(yè)的首要任務(wù)就是要注重抗震性能的提高。在研究有關(guān)工民建結(jié)構(gòu)抗震問題的過程中，提出了相關(guān)的概念設(shè)計(jì)，這種設(shè)計(jì)方法提供給工民建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一種新的設(shè)計(jì)思路，同時(shí)，在目前的建筑抗震設(shè)計(jì)過程中，結(jié)構(gòu)抗震模式的設(shè)計(jì)思想得到了越來越廣泛的應(yīng)用，也受到了更普遍的重視。因此，通過對(duì)工民建結(jié)構(gòu)抗震的分析與研究，提出科學(xué)合理的設(shè)計(jì)理念，并在這個(gè)理論實(shí)施的基礎(chǔ)之上，來提高工民建結(jié)構(gòu)整體的抗震性能與抗震等級(jí)，從而進(jìn)一步促進(jìn)工民建結(jié)構(gòu)安全性能的提高，使人民的生命財(cái)產(chǎn)受到保障。

三、結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)的分析方法

1.靜力法。靜力法是結(jié)構(gòu)地震的一種分析方法，是把建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)做近于地面的一種剛體?？梢越柚畲笏郊铀俣葏?shù)來進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)承受的最大慣性力的計(jì)算，并將這個(gè)結(jié)果作為等效靜力來進(jìn)一步完成結(jié)構(gòu)地震分析。靜力法這種分析結(jié)構(gòu)地震的方法提出時(shí)間是19世紀(jì)末20世紀(jì)初，那個(gè)時(shí)候，與地面運(yùn)動(dòng)的相關(guān)頻譜特性知識(shí)還沒有得到廣泛的普及，人們對(duì)此也不是很了解，房屋等建筑設(shè)計(jì)通常是底層居多，所以，對(duì)當(dāng)時(shí)的情況來說，采用靜力法完成結(jié)構(gòu)抗震工作是可行的。但是近年來，隨著人們對(duì)地震領(lǐng)域的研究，以及目前結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的需求，靜力法已達(dá)不到現(xiàn)代研究的需求，所以，已慢慢被其他結(jié)構(gòu)地震的方法所替代。

2.反應(yīng)譜法。反應(yīng)譜法是建立在線性假定的基礎(chǔ)之上，在對(duì)結(jié)構(gòu)地震進(jìn)行分析的過程中，只需要小部分低階振型就能夠得到較為良好的效果，利用此方法進(jìn)行分析的過程中涉及到的計(jì)算量較小，并且將此過程中出現(xiàn)的時(shí)變動(dòng)力問題能夠有效轉(zhuǎn)化為擬靜力問題，更方便被相關(guān)操作人員所接受。實(shí)施反應(yīng)譜法的過程主要有三點(diǎn)：（1）按照強(qiáng)震數(shù)據(jù)對(duì)抗震設(shè)計(jì)的地震動(dòng)反應(yīng)譜進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。（2）先完成結(jié)構(gòu)的振型分解，再分別求出各個(gè)不同振型的最大反應(yīng)數(shù)值。（3）利用適當(dāng)有效的方法對(duì)各振型數(shù)值進(jìn)行分析，將所有數(shù)值進(jìn)行相互結(jié)合得出結(jié)構(gòu)抗震的最大響應(yīng)值。隨著我國(guó)現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，不同類型的結(jié)構(gòu)相繼出現(xiàn)，反應(yīng)譜法也慢慢的顯露出其所具有的局限性，其中最受局限的環(huán)節(jié)是反應(yīng)譜法只能用于線性體系的結(jié)構(gòu)抗震。

3.時(shí)程分析法。在建筑結(jié)構(gòu)抗震方面，除了可以利用靜力法與反應(yīng)譜法，還可以利用時(shí)程分析法。每個(gè)方面都有其不足之處，而此方法是對(duì)反應(yīng)譜法的一種補(bǔ)充，此方法是一種動(dòng)力分析方法，從20世紀(jì)70年代以來，已逐漸被廣泛地應(yīng)用。這種分析方法的作業(yè)原理主要是將地震過程中地面運(yùn)動(dòng)的速度、加速度以及發(fā)生的位移等利用在建筑結(jié)構(gòu)上，再通過逐步積分法計(jì)算出在地震過程中的結(jié)構(gòu)的內(nèi)力、變形與位移等，從實(shí)質(zhì)上講，這種方法是一種逐步積分法，用于求解運(yùn)動(dòng)的微分方程。根據(jù)我國(guó)相關(guān)抗震規(guī)范制度，針對(duì)一些高難度建筑，如甲類建筑、不規(guī)則建筑、一些高層建筑以及一些新的建筑材料的建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)利用這種方法完成多發(fā)地震區(qū)域下的計(jì)算。

四、提高建筑結(jié)構(gòu)抗震能力的對(duì)策

1.合理規(guī)劃結(jié)構(gòu)地點(diǎn)。建筑結(jié)構(gòu)實(shí)施之前，要合理進(jìn)行選址，在選址設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)全面考慮當(dāng)?shù)赝临|(zhì)環(huán)境，避開災(zāi)害頻發(fā)地質(zhì)，充分保障所選地點(diǎn)的安全性。發(fā)生地震的地質(zhì)，若再次遭遇如泥石流、滑坡等的地質(zhì)災(zāi)害就會(huì)造成結(jié)構(gòu)坍塌，甚至?xí)?duì)人們?cè)斐筛鼮閲?yán)重的影響，因此，為了城鎮(zhèn)的長(zhǎng)久發(fā)展，應(yīng)對(duì)此結(jié)構(gòu)工程進(jìn)行合理的布局與規(guī)劃，不在抗震能力弱的地點(diǎn)就行建筑工程的建造，這是最為重要的問題。

2.加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的質(zhì)量控制。在建筑結(jié)構(gòu)的抗震過程中，所用的結(jié)構(gòu)材料與施工質(zhì)量也是其中的影響因素。選擇材料時(shí)，應(yīng)結(jié)合材料的作用與特點(diǎn)，選擇有助于工程結(jié)構(gòu)的材料，比如混凝土、鋼材等，杜絕出現(xiàn)因選材不當(dāng)造成施工問題的現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性能受到影響，從而引起整體建筑質(zhì)量問題。并且，就結(jié)構(gòu)材料來說，地震作用大小與結(jié)構(gòu)質(zhì)量成正比。因此，要更加注重施工過程中各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制。

3.提高結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)。就目前建筑結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計(jì)來說，建筑師對(duì)此仍不夠完全掌握，還有很大的提升空間，存在著普遍掌握不到位的現(xiàn)象。我們應(yīng)加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)總體問題的重視，此問題對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震能力的高低起著決定性的作用，因此，在此基礎(chǔ)之上，我們應(yīng)加強(qiáng)完善建筑結(jié)構(gòu)整體性規(guī)范制度，科學(xué)系統(tǒng)的完成建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性與完整性的保障工作，使構(gòu)件的組織合理性得到有效加強(qiáng)，將結(jié)構(gòu)總體的實(shí)際效用完美地發(fā)揮出來，促進(jìn)各構(gòu)件之間有秩的破壞序列以及受力層次的形成。應(yīng)當(dāng)對(duì)一些劣質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行嚴(yán)格的規(guī)范，如未設(shè)置構(gòu)造柱、圈梁、樓板的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)性、結(jié)構(gòu)型不合理的結(jié)構(gòu)等，這些劣質(zhì)結(jié)構(gòu)均會(huì)對(duì)抗震能力造成影響，所以應(yīng)嚴(yán)格對(duì)其進(jìn)行規(guī)范，認(rèn)真了解設(shè)計(jì)責(zé)任，加強(qiáng)相關(guān)信息的補(bǔ)充，如結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)有關(guān)的法律法規(guī)、內(nèi)容說明等，以此杜絕出現(xiàn)嚴(yán)重后果。

五、結(jié)語

我國(guó)近幾年來，一直斷斷續(xù)續(xù)地受到地震災(zāi)害的影響，且很多建筑在此過程中也容易倒塌，人們因此受到很嚴(yán)重的波及，我們應(yīng)認(rèn)識(shí)到目前工民建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題，并加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗震性能，以此保障人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。

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