抗震設(shè)計(jì)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探析

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（山西國(guó)建工程設(shè)計(jì)有限公司小店分公司，山西 太原 030000）

1 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常用的抗震設(shè)計(jì)類型

1.1 整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，最基礎(chǔ)也是最重要的結(jié)構(gòu)為建筑的整體結(jié)構(gòu)，只有在各類材料能夠滿足要求的基礎(chǔ)上，整體結(jié)構(gòu)能夠在地震力的作用下不被破壞。

整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，主要研究建筑的鋼結(jié)構(gòu)，尤其是在框筒等結(jié)構(gòu)中，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提出更高要求。強(qiáng)度最低的區(qū)域?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)，所以在整體設(shè)計(jì)中，要重點(diǎn)分析建筑鋼結(jié)構(gòu)上的各類節(jié)點(diǎn)受力情況，其中節(jié)點(diǎn)的彎矩要保持平衡，表達(dá)公式為，左右兩側(cè)分別代表這一節(jié)點(diǎn)在橫軸和縱軸方向上的彎矩，在斜向地震力的作用下，兩者之間的彎矩比為1.414：1。為更好研究斜向地震作用下該系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，可以應(yīng)用PATRAN&NASTRAN 有限元分析軟件進(jìn)行建模仿真工作，設(shè)定的參數(shù)為，框架的平面模型邊長(zhǎng)為300mm，整個(gè)框架有4 層，框架間距存在一定的差異，從最高層到最低層中，間距分別為180mm、250mm、180mm 和160mm，在第四層到第二層之間，采用的支撐性結(jié)構(gòu)為空心柱，第一層為梁，其中梁結(jié)構(gòu)的橫截面積為20mm2，柱結(jié)構(gòu)的壁厚為2mm，兩個(gè)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度比值為1.25。在后續(xù)的工作中，向最底層結(jié)構(gòu)上施加斜向地震效果，分析各個(gè)節(jié)點(diǎn)的受力情況，發(fā)現(xiàn)各個(gè)節(jié)點(diǎn)的變形參數(shù)維持在一定區(qū)域時(shí)，則滿足系統(tǒng)的承力要求。

1.2 伸縮縫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

針對(duì)一些中大型房屋建筑結(jié)構(gòu)，需要在系統(tǒng)中設(shè)計(jì)伸縮縫，防止地震過(guò)程中整個(gè)結(jié)構(gòu)變形碰撞。伸縮縫結(jié)構(gòu)并非適用于所有的結(jié)構(gòu)，通常在大型建筑以及組合式建筑中能夠被更好應(yīng)用，所以在具體的研究和分析中，要從這一角度出發(fā)，合理配置系統(tǒng)中的伸縮縫。

1.3 隔震層設(shè)計(jì)

在當(dāng)前的建筑設(shè)計(jì)中，一些大型建筑中會(huì)設(shè)置隔震層，降低地震力向建筑整體結(jié)構(gòu)上的傳導(dǎo)效果，隔震層的實(shí)際設(shè)計(jì)思路和方法有兩個(gè)，其一為建成地基中的隔震層，常用的方法為在挖掘的基坑中填埋相關(guān)吸能材料，在地震發(fā)生后，這一結(jié)構(gòu)能夠降低地震能量向建筑主體結(jié)構(gòu)的傳導(dǎo)量，實(shí)現(xiàn)了對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的有效防護(hù)[1]。

其二為設(shè)置隔震支座，當(dāng)前這一結(jié)構(gòu)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了多種具體的技術(shù)形式，如鉛芯隔震支座、滑移隔震支座等，對(duì)于一些大型的房屋建筑結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，會(huì)在各類樁體和地面建筑之間，按照該項(xiàng)技術(shù)的相關(guān)要求，完成對(duì)隔震支座的安裝工作，進(jìn)一步降低地震能量向建筑主體結(jié)構(gòu)的傳導(dǎo)效果。

2 抗震設(shè)計(jì)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用方法

2.1 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，事實(shí)上要完成兩種結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，其一為建筑中各類框架結(jié)構(gòu)中的鋼結(jié)構(gòu)，其二為各類鋼筋混凝土構(gòu)件中的鋼結(jié)構(gòu)，在具體的研究和分析中，要從這兩個(gè)技術(shù)的角度出發(fā)，完成對(duì)所有鋼結(jié)構(gòu)的完善和優(yōu)化工作。

對(duì)于建筑中的框筒以及框架設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，要重點(diǎn)分析當(dāng)前這一結(jié)構(gòu)的承力效果，同時(shí)在后續(xù)的工作中，可通過(guò)使用有限元分析軟件提高系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量。在本文的研究和分析中，要從這一角度出發(fā)，完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的研究和分析工作，確定不同系統(tǒng)的應(yīng)力云圖，將相關(guān)要求和仿真結(jié)果對(duì)比。另外在這一工作的落實(shí)中，要研究當(dāng)前開(kāi)發(fā)出的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)承力效果，當(dāng)前常用的結(jié)構(gòu)有碗扣結(jié)構(gòu)和盤(pán)扣結(jié)構(gòu)，只有在所有的這類結(jié)構(gòu)正常運(yùn)行時(shí)，才可確定這類構(gòu)件能夠發(fā)揮應(yīng)有作用。

其二為鋼筋混凝土中的鋼結(jié)構(gòu)，在建模仿真中，要完成對(duì)整體結(jié)構(gòu)的建模工作，該構(gòu)件中的建模內(nèi)容包括鋼結(jié)構(gòu)、混凝土等，分析地震情況下是否會(huì)解體現(xiàn)象。

2.2 伸縮縫設(shè)計(jì)

在伸縮縫的設(shè)計(jì)中，要在整個(gè)建筑體系中，不同的子系統(tǒng)之間設(shè)置伸縮縫，防止在地震力作用下，整個(gè)系統(tǒng)發(fā)生變形碰撞問(wèn)題。在后續(xù)的研究和分析中，要求結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員不但要能夠了解建筑施工區(qū)域?qū)拐鹉芰μ岢龅囊?，也要能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)建筑的設(shè)計(jì)和完善工作，以提高這一系統(tǒng)的整體運(yùn)行質(zhì)量[2]。

以烏魯木齊機(jī)場(chǎng)為例，施工區(qū)域?yàn)棰瓤拐鸬燃?jí)，同時(shí)整個(gè)系統(tǒng)中的子系統(tǒng)數(shù)量眾多，包括航站樓、交通中心、地下車(chē)庫(kù)等，為防止發(fā)生建筑之間的碰撞作用，采用的方法為在該結(jié)構(gòu)中設(shè)置伸縮縫，根據(jù)建模仿真工作的結(jié)果，確定航站樓和交通中心之間的伸縮縫參數(shù)為1200mm，其余系統(tǒng)的伸縮縫數(shù)值要根據(jù)具體的系統(tǒng)變形情況，落實(shí)具體的設(shè)計(jì)工作。

2.3 隔震層設(shè)計(jì)

事實(shí)上，在建筑結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計(jì)中，隔震層的設(shè)計(jì)是基于基坑的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上完成的，在具體的設(shè)計(jì)中，要通過(guò)對(duì)各類建筑材料的選擇、應(yīng)用和優(yōu)化，提高建筑基礎(chǔ)的抗震能力。

在具體的設(shè)計(jì)中，首先確定基坑的各項(xiàng)參數(shù)，包括施工區(qū)域、基坑的長(zhǎng)寬高參數(shù)、基坑中支護(hù)系統(tǒng)裝配方法等，通過(guò)對(duì)這些項(xiàng)目的分析，確?；咏Y(jié)構(gòu)能夠發(fā)揮基本作用。其次為隔震層的設(shè)計(jì)工作，要通過(guò)分析該區(qū)域的土質(zhì)等參數(shù)，確定回填參數(shù)，如在某建筑的基坑設(shè)計(jì)中，發(fā)現(xiàn)該區(qū)域的土質(zhì)為凍土，地層存在一定的沉降效果，為提高系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，采用的方法為使用圓礫石回填，深度為7m，并且壓實(shí)系數(shù)不低于0.97。最后為其余施工項(xiàng)目，包括基坑開(kāi)挖中的排水、支護(hù)以及其余工作，確保建筑的基坑可以發(fā)揮應(yīng)有作用。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，要確?？拐鹉芰M足應(yīng)有要求，需要關(guān)注的設(shè)計(jì)內(nèi)容為建筑的整體結(jié)構(gòu)、建筑伸縮縫結(jié)構(gòu)和建筑的隔震層結(jié)構(gòu)。在具體的研究和分析中，研究項(xiàng)目為相關(guān)區(qū)域的地震強(qiáng)度防范等級(jí)，在此基礎(chǔ)上落實(shí)其余各項(xiàng)設(shè)計(jì)工作，以提高建筑的整體運(yùn)行穩(wěn)定性。