淺談建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計

李國娟

山東省環(huán)能設(shè)計院股份有限公司 山東濟南 250000

1 抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要原則

抗震設(shè)計，要對建筑的構(gòu)件剛度、延性以及承載力等有嚴(yán)格的要求，對于結(jié)構(gòu)中比較薄弱的一些環(huán)節(jié)，要采取有效的措施，并且避免用豎向荷載力構(gòu)件。另外是在抗震設(shè)計中，運用一些延性好的構(gòu)件對各方面進(jìn)行連接，注意強柱弱梁、強剪弱彎、強節(jié)點弱構(gòu)件原則。比如框筒結(jié)構(gòu)中，展開抗震設(shè)計就要將剪力墻以及框架結(jié)合運用，設(shè)計多道防線是不可缺少的，可以避免在首次受到地震沖擊后建筑在余震中受到損壞，不同防線可以讓剛度以及延性得到更好的統(tǒng)一，這樣地震能量就會被消耗，讓建筑抗震的效果更加出色[1]。

1.1 整體性

抗震設(shè)計需要從整體的角度進(jìn)行考慮，比如高層建筑，結(jié)構(gòu)設(shè)計就要保證完整性，結(jié)構(gòu)需要做到減緩以及傳遞慣性，在水平方向上可以進(jìn)行分區(qū)，在抗震設(shè)計中每個子結(jié)構(gòu)都需要保證足夠的抗震性能。這樣整體建筑才會具備理想的抗震能力[2]。

1.2 結(jié)構(gòu)清晰

在抗震設(shè)計的實際開展中，關(guān)系到地震力傳遞，因此需要依據(jù)結(jié)構(gòu)傳力清晰的設(shè)計原則。在結(jié)構(gòu)模型出現(xiàn)位移的情況下，內(nèi)力以及薄弱的部位要進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。對其中的參數(shù)進(jìn)行詳細(xì)計算，然后設(shè)計出預(yù)防措施，讓建筑設(shè)計得到有效提升。

1.3 剛度與抗震能力相適應(yīng)

建筑在遇到地震的情況下，對結(jié)構(gòu)剛性以及抗震能力造成嚴(yán)重的考驗，在結(jié)構(gòu)設(shè)計的開展中，要考慮到建筑結(jié)構(gòu)剛性，可以對各個方向震動起到抵抗的作用，維持好結(jié)構(gòu)平衡以及變形，減少地震對建筑造成的破壞，良好的剛度以及抗震性能，是建筑結(jié)構(gòu)要具備的最基本的功能，特別是如今建筑行業(yè)主流的高層建筑。

1.4 結(jié)構(gòu)規(guī)則性和均勻性

為了確保建筑整體結(jié)構(gòu)剛度的穩(wěn)定性需要在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中保證抗側(cè)移剛度一致。在建筑結(jié)構(gòu)布局中，尤其是設(shè)計垂直結(jié)構(gòu)的過程中很多建筑缺乏足夠抗震能力的基礎(chǔ)，這就容易造成建筑抗震能力低下，為此，在建筑垂直結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中需要加強對建筑基礎(chǔ)穩(wěn)定性和安全性的考慮，做好抗側(cè)移剛度的設(shè)計，保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計能夠和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范相符合。

2 抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中需要注意的問題

2.1 建筑物的屋頂以及墻體

建筑的周圍結(jié)構(gòu)包括屋頂以及墻體，這些結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和設(shè)計對于建筑整體的穩(wěn)定性有直接影響。屋頂重量小能夠有效降低倒塌風(fēng)險以及倒塌后的事故危害。墻體容易受到地震災(zāi)害影響，產(chǎn)生裂縫甚至倒塌，要進(jìn)行合理規(guī)劃，根據(jù)地震烈度的不同程度，對不同結(jié)構(gòu)建筑的橫墻間距有具體要求,應(yīng)合理布局墻體的自重和分布。

2.2 建筑地質(zhì)

建筑施工選擇的地質(zhì)應(yīng)該具有良好的開闊性，要盡量避免在地震災(zāi)害頻發(fā)的地區(qū)建設(shè)房屋。一旦發(fā)生地震災(zāi)害，地基受到地震影響會產(chǎn)生沉陷等問題，嚴(yán)重威脅房屋建筑的穩(wěn)定性，因此要在設(shè)計階段調(diào)查地質(zhì)，確保建筑選址的安全性[3]。

2.3 建筑地基

應(yīng)選擇具有天然條件的地基或設(shè)計打樁地基，促進(jìn)建筑物整體的抗震性能，減少因地震災(zāi)害對房屋建筑和居住者構(gòu)成的危險。天然地基環(huán)境的基礎(chǔ)埋置不能低于建筑總體高度的1/12，樁基環(huán)境的埋置深度不能低于總體高度1/15。

3 建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

3.1 建筑物抗震設(shè)計類別

建筑的抗震設(shè)計一般分為4類：①甲類建筑。該類建筑為特別重要建筑，必須經(jīng)過國家規(guī)定的批準(zhǔn)的權(quán)限批準(zhǔn)。②乙類建筑。該類建筑為城市生命線工程建筑，需要按照城市抗震防災(zāi)規(guī)劃確定，或經(jīng)過有關(guān)部門批準(zhǔn)。③丙類建筑。即除了甲類建筑、乙類建筑、丁類建筑之外的常規(guī)建筑。④丁類建筑。該類建筑為次要建筑，理論上認(rèn)為是在遭遇地震的情況下，不容易造成人員傷亡、或者重大經(jīng)濟損失的建筑物。

3.2 設(shè)置多道抗震防線

多道抗震防線結(jié)構(gòu)體系應(yīng)由若干個延性較好的分體系組成，并由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接起來協(xié)同工作。①第一道抗震防線應(yīng)優(yōu)先選擇不負(fù)擔(dān)或少負(fù)擔(dān)重力荷載的豎向支撐或填充墻，或選用軸壓比值較小的抗震墻與實墻筒體等構(gòu)件，不宜采用軸壓比較大的框架柱兼作第一道防線的抗側(cè)力構(gòu)件。②第二道抗震防線?？梢圆捎迷谠镜目蚣芪恢貌贾娩撝蔚姆绞教岣呓Y(jié)構(gòu)的抗扭強度，并且與原本的框架結(jié)構(gòu)一起形成第二道抗震防線。鋼支撐具備很強的變形能力，可以在地震來臨時繼續(xù)發(fā)揮作用，耗散大量的地震能量，提升建筑工程的抗震性能。

3.3 提升建筑物的延性

在建筑物結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計過程中，應(yīng)盡可能地提高構(gòu)件的延性，使建筑物具有足夠的延性和變形能力，消耗地震作用傳遞到建筑物中的巨大能量，削弱地震對建筑的破壞性。因此，在建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)盡可能地使建筑物具備較大的耗能能力。

3.4 綜合考慮建筑抗震設(shè)計結(jié)構(gòu)的整體性

從建筑抗震結(jié)構(gòu)的整體性出發(fā)，建筑物的整體性要考慮建筑物構(gòu)件之間的連接是否可靠。如建筑物構(gòu)件節(jié)點的承載力，應(yīng)優(yōu)于建筑物連接構(gòu)件的承載力，在構(gòu)件屈服和剛度退化的情況下，節(jié)點的承載力與剛度應(yīng)不變。預(yù)埋件的錨固承軸力應(yīng)優(yōu)于連接件的承載能力，結(jié)構(gòu)需要確保良好的連續(xù)性，綜合抗震建筑的整體性，保證建筑結(jié)構(gòu)有良好的抗震性能。

4 結(jié)語

在建筑設(shè)計中，考慮建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計意義重大。近年來，地震災(zāi)害對我國造成了很大的影響，而且由于地震發(fā)生的無序性和危害性，難以準(zhǔn)確地對地震的發(fā)生進(jìn)行預(yù)測，所以，應(yīng)提高建筑設(shè)計的抗震性能，減少地震造成的人身傷亡和經(jīng)濟損失。本文針對建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計進(jìn)行分析，以期為現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計水平的提高提供理論參考。