工民建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)分析

馬毅 馬良

摘要：結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)是房屋設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵內(nèi)容，如果設(shè)計(jì)不當(dāng)將會(huì)嚴(yán)重影響房屋的安全、質(zhì)量和使用壽命。所以，在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須考慮抗震技術(shù)的應(yīng)用，在各個(gè)環(huán)節(jié)體現(xiàn)出來(lái)，涵蓋梁、柱、墻體和地基等，房屋整體抗震質(zhì)量提升了，承受能力才會(huì)增強(qiáng)。在設(shè)計(jì)工民建結(jié)構(gòu)時(shí)，要著重考慮抗震設(shè)計(jì)，嚴(yán)格的遵守相關(guān)的抗震標(biāo)準(zhǔn)去設(shè)計(jì)出最為科學(xué)有效地抗震結(jié)構(gòu)，使得工民建筑的質(zhì)量得到提升。

關(guān)鍵詞：工民建;抗震設(shè)計(jì);結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震的影響因素

（一）建筑抗震場(chǎng)地

建筑抗震場(chǎng)地對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震能力具有重要影響，是抗震設(shè)計(jì)的影響因素之一。地震具有不同程度的破壞性，在地震發(fā)生時(shí)，地表位置會(huì)產(chǎn)生變化，若是建筑場(chǎng)地選擇在土層較軟、土質(zhì)疏松的地段，建筑結(jié)構(gòu)會(huì)被嚴(yán)重破壞，造成不可估量的損失。

（二）建筑結(jié)構(gòu)體系

建筑結(jié)構(gòu)體系是與建筑物整體安全相聯(lián)系的。一方面，抗震設(shè)計(jì)要慎重處理整體和局部的關(guān)系。建筑結(jié)構(gòu)要有一定的余度，不能因?yàn)閭€(gè)體建筑而影響整體的效果，當(dāng)建筑物的局部被破壞時(shí)，需要保證建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震性能不受影響。另一方面，建筑結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要保證建筑結(jié)構(gòu)部件的強(qiáng)度和剛度的均衡。如果剛度和強(qiáng)度分配不合理，個(gè)別的建筑結(jié)構(gòu)部件剛度達(dá)不到要求，對(duì)于建筑物區(qū)域有影響時(shí)，就會(huì)嚴(yán)重影響建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力。因此，必須注意建筑結(jié)構(gòu)體系在抗震中的設(shè)計(jì)。

二、建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)分析

（一）建筑物設(shè)計(jì)避免不規(guī)則

有些建筑物為突出美觀，往往在設(shè)計(jì)上追求標(biāo)新立異，但這往往會(huì)影響到建筑物受力不一，從而留下安全隱患。這是因?yàn)榻ㄖ锏耐庑尾粚?duì)稱，造型不規(guī)則，那么形心質(zhì)心偏心的尺度就會(huì)變大，從而造成的抗震能力減弱。這要求建筑物在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要以實(shí)用為主，不應(yīng)當(dāng)過(guò)分的追求造型奇特。

（二）保證強(qiáng)度和剛度的均勻設(shè)計(jì)

目前高層建筑最為普遍，這也增大了地震當(dāng)中造成破壞的程度。所以要對(duì)高層建筑進(jìn)行均勻剛度與強(qiáng)度的設(shè)計(jì)，以平衡各層之間的關(guān)系。例如薄弱樓層往往成為地震力破壞的集中區(qū)域，薄弱樓層一旦發(fā)生破壞，就會(huì)導(dǎo)致連鎖反應(yīng)，依次殃及各個(gè)樓層發(fā)生損壞。

（三）采用強(qiáng)柱弱梁的設(shè)計(jì)

框架前面已經(jīng)提到過(guò)，強(qiáng)梁弱柱往往不利于抗震，所以在建筑物的設(shè)計(jì)過(guò)程中要采取強(qiáng)柱弱梁的設(shè)計(jì)方式。這里主要應(yīng)用的原理是在強(qiáng)地震力的作用下，如果框架柱發(fā)生損壞，梁的作用也就無(wú)法彰顯，通過(guò)強(qiáng)梁弱柱的設(shè)計(jì)，即使梁發(fā)生損壞，那么通過(guò)柱的支撐作用可以抵消一部分地震力，從而增加抗震的防線，起到增強(qiáng)抗震能力的作用。

（四）設(shè)置抗震多到防線

地震發(fā)生的規(guī)律在目前的技術(shù)水平下，很難準(zhǔn)確的掌握，所以地震力的不規(guī)則性、復(fù)雜性、不確定性加大了對(duì)建筑物抗震能力的考驗(yàn)。在對(duì)建筑物進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)該增加多道抗震防線，以來(lái)降低地震對(duì)建筑物的破壞程度。這是一種概念設(shè)計(jì)觀念，通過(guò)這種設(shè)計(jì)方式，可以將因地震造成的損失降到最低。

（五）采用優(yōu)質(zhì)建筑材料

很多在地震中破壞嚴(yán)重的建筑物在很大程度上是因?yàn)榇嬖凇岸垢惫こ蹋@種偷工減料的建筑物很難經(jīng)受住地震的考驗(yàn)。所以在建筑物的設(shè)計(jì)中，首先要選用優(yōu)質(zhì)的建筑材料，其次要選用合適的建筑材料。如耗能構(gòu)件的選用，以保證建筑物在遭受破壞后不至于坍塌;還有輕質(zhì)材料的選用，在房屋的隔離墻等一些不用受力的建筑時(shí)可以應(yīng)用，因?yàn)椴牧显捷p，地震力的作用也就越小。

三、提高工民建筑工程抗震設(shè)計(jì)質(zhì)量的有效措施

（三）選擇恰當(dāng)?shù)慕ㄖ?chǎng)地

通過(guò)對(duì)我國(guó)相關(guān)的防震減災(zāi)法進(jìn)行分析后，了解到要對(duì)可能會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的次生災(zāi)害的、重大的建筑工程來(lái)說(shuō)，要注重對(duì)其進(jìn)行地震的安全性評(píng)價(jià)工作。在對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)后，要嚴(yán)格的按照地震安全性評(píng)價(jià)結(jié)果，設(shè)置抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)要求，然后來(lái)進(jìn)行抗震設(shè)防工作。其設(shè)防分類(lèi)主要分為甲、乙、丙、丁四大類(lèi)，其中，甲類(lèi)是最重要的，其主要指的是重大的建筑工程且容易發(fā)生次生災(zāi)害的建筑。因此，在對(duì)建筑物場(chǎng)地進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要選擇合適的、能夠有效降低地震帶來(lái)影響的地理位置，盡量防止在容易給建筑物帶來(lái)不利影響的區(qū)域進(jìn)行建設(shè)。特別是對(duì)于地基比較軟弱、能夠液化的建設(shè)場(chǎng)地來(lái)說(shuō)，由于地震受到建設(shè)場(chǎng)地產(chǎn)生的液化作用，會(huì)降低地基能力，進(jìn)而容易導(dǎo)致建筑物輕則發(fā)生傾斜、重則倒塌的情況。除此之外，還要對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)進(jìn)行安全規(guī)劃，防止地震產(chǎn)生的次生災(zāi)害會(huì)局限于某個(gè)區(qū)域。

（二）選擇科學(xué)、合理的結(jié)構(gòu)形式

在進(jìn)行建筑時(shí)，要選擇科學(xué)、合理的結(jié)構(gòu)形式。一般而言，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)具有很好的柔性、變形能力、很高的承載能力以及較強(qiáng)的抗震能力，所以要嚴(yán)格的依據(jù)建筑物自身的功能、抗震要求，來(lái)確定建筑結(jié)構(gòu)方案。另外，建筑結(jié)構(gòu)體系的選擇，特別是對(duì)于高層建筑設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)移度進(jìn)行著重的考慮。除此之外，隨著房屋建筑層數(shù)的不斷增加，結(jié)構(gòu)受到地震作用和荷載作用所出現(xiàn)的水平位移也會(huì)不斷的增大，進(jìn)而建筑結(jié)構(gòu)所需的的抗側(cè)移剛度也會(huì)逐漸增大。建筑的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系，構(gòu)件、受力特點(diǎn)和組成方式的不同，會(huì)導(dǎo)致抗側(cè)移剛度也發(fā)生變化。

（二）提高抗震設(shè)計(jì)的質(zhì)量

眾所周知，地震產(chǎn)生的破壞力非常大，所以對(duì)工民建筑進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)是十分有必要的。目前，我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)水平不夠高，建筑建設(shè)方案不夠合理，結(jié)構(gòu)方案也不夠合理，進(jìn)而增加了建筑工程的成本費(fèi)用、提高了建筑物的重量，并加劇了地震給建筑物產(chǎn)生的危害。所以，為了保證工民建筑設(shè)計(jì)的合理性，要遵循準(zhǔn)確、科學(xué)的抗震理論，堅(jiān)持合理的設(shè)計(jì)原則，最終顯著的提高建筑結(jié)構(gòu)自身的安全性和可靠性。例如設(shè)計(jì)原則主要對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力、剛度、耗能力以及延性進(jìn)行考慮，要具有足夠的承載力、很強(qiáng)的剛度以及延性能力。

四、結(jié)束語(yǔ)

建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常系統(tǒng)的工程，需要從整體來(lái)把握。從目前來(lái)看，抗震設(shè)計(jì)是評(píng)價(jià)一座建筑物質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)，是檢驗(yàn)建筑物質(zhì)量是否達(dá)標(biāo)的重要環(huán)節(jié)。正因?yàn)槿绱?，更加?zhǔn)確、合理地采用各種不同的抗震設(shè)計(jì)思路和方法，才有利于很好地提升建筑物的質(zhì)量。

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（作者單位：大連市建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司）