建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理念及實(shí)際應(yīng)用分析

賈曉波 山西省陽泉市建筑設(shè)計(jì)院

1 前言

建筑抗震設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)一直是設(shè)計(jì)者工作的中心。在當(dāng)前地震頻發(fā)的時(shí)期，這種設(shè)計(jì)理念受到了大多數(shù)建筑設(shè)計(jì)師的特別關(guān)注。保證工程施工質(zhì)量，有效控制成本；保證建筑物的穩(wěn)定性和可靠性。分析施工工藝的地質(zhì)條件，有效地提高建筑物的抗震性能。

2 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理念

2.1 建筑場地的選擇

地震會嚴(yán)重影響建筑物的主體結(jié)構(gòu)，地震過程中的地質(zhì)運(yùn)動直接破壞海灣外部結(jié)構(gòu)。條件是影響建筑物破壞的主要因素之一。因此，有必要在采取防震措施的前提下，仔細(xì)選擇建筑物的位置，避免在地質(zhì)松散、液化明顯的河流、丘陵地帶修建房屋。因?yàn)橐坏┑卣鸢l(fā)生，通過松散的地基，在地質(zhì)現(xiàn)象的影響下，建筑物以非?？斓乃俣认鲁?，這很容易導(dǎo)致建筑物倒塌。如果無法避免，則應(yīng)對建筑物本身采取抗震措施。

2.2 地基的設(shè)計(jì)

無論是全部選用天然地基，還是全部選用柱子，建筑物基礎(chǔ)的安裝必須有一定的深度，如果埋深太平，會降低建筑物的埋置效果。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，建筑物的振幅會過大，這是很容易倒塌的。因此，當(dāng)?shù)鼗裨O(shè)時(shí)，應(yīng)盡量增加樁的深度，以提高地基的穩(wěn)定性。

3 現(xiàn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震涉及理論

3.1 逆靜力理論

逆靜態(tài)理論是在二十世紀(jì)初發(fā)展起來的。在計(jì)算抗震作用時(shí)，假定結(jié)構(gòu)的剛度和水平地震力，將作用點(diǎn)置于結(jié)構(gòu)的中心，這樣就可以用重力乘以常規(guī)比例來計(jì)算。

3.2 反應(yīng)譜理論

地震反應(yīng)譜學(xué)是以動力學(xué)理論為基礎(chǔ)的。在調(diào)查地震事件的過程中，確定它將代表一個(gè)隨時(shí)間的非線性變化。通過變量的輸入和建筑物的選擇，模擬計(jì)算地震作用下建筑物結(jié)構(gòu)的壓力和壓力，進(jìn)而確定地震效應(yīng)。

3.3 高層建筑抗震設(shè)計(jì)理念

為保證不同震級后建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，基本原則是小震不壞，中震可修，大震不倒特別是建筑結(jié)構(gòu)的抗震構(gòu)造可分為以下三個(gè)步驟：第一，設(shè)防烈度地震（低于該地區(qū)的地震水平），由于地震較低，建筑結(jié)構(gòu)仍處于彈性變化階段，它不會造成損傷，也不需要修復(fù)。但是，有必要，有效地控制建筑結(jié)構(gòu)的儲存能力和彈性變形極限。第二，放大地震強(qiáng)度。這個(gè)地區(qū)同一地震等級的地震。在這一階段，建筑材料本身已經(jīng)受到了一定程度的損壞，根據(jù)建筑材料的損壞情況，可以修復(fù)或不能修復(fù)。但是，都必須對建筑物的強(qiáng)度進(jìn)行校核，以便第三方設(shè)置抗震設(shè)防地震，如果地震高于該地區(qū)的地震等級，建筑結(jié)構(gòu)已進(jìn)入塑性變形狀態(tài)，且存在較大的破壞。

4 建筑抗震設(shè)計(jì)中需要注意的重點(diǎn)問題

4.1 體型設(shè)計(jì)問題

在建筑結(jié)構(gòu)施工中，為了在地震措施調(diào)查中發(fā)現(xiàn)平面和空間形式的合理性，必須合理規(guī)劃施工形式，不規(guī)則建筑的影響和影響比普通建筑嚴(yán)重。以四川汶川地震為例，結(jié)構(gòu)簡單的建筑破壞效率較低，而結(jié)構(gòu)復(fù)雜的建筑破壞效率較低。在不規(guī)則建筑物中，由于其空間結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，地震波的影響似乎會對建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不同程度的震動，如果體頻率較大，則會導(dǎo)致內(nèi)部結(jié)構(gòu)構(gòu)件松動、錯位等問題，影響建筑物的耐久性和剛度及倒塌然而，由于結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和規(guī)則性，體積頻率對整體結(jié)構(gòu)的影響相對較小，不會出現(xiàn)嚴(yán)重的變形，所以在建筑形式上，一方面要簡化水平和空間形式，并加以改進(jìn)。最常用的形狀結(jié)構(gòu)是圓形和矩形，另一方面要減少凹凸形狀的出現(xiàn)，盡量保證結(jié)構(gòu)兩端對稱，提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，保證重力分布的均勻性。

4.2 平面布置設(shè)計(jì)問題

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，平面布置的合理性對提高建筑外部結(jié)構(gòu)的質(zhì)量起著重要作用。平面布置設(shè)計(jì)的合理性可以增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)功能分區(qū)和建筑功能的準(zhǔn)確性和有效性第二，平面布置設(shè)計(jì)是建筑結(jié)構(gòu)中梁、板、柱合理布置的基本內(nèi)容，這直接影響到建筑物的耐久性和強(qiáng)度的提高。因此在房間的設(shè)計(jì)中，要結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)的功能要求，合理規(guī)劃內(nèi)部空間效果，保證空間內(nèi)結(jié)構(gòu)之間的連接強(qiáng)度，更好地減小地震波對空間結(jié)構(gòu)的影響，以保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和出現(xiàn)，減少損失和危險(xiǎn)。

例如，在安裝電梯井道時(shí)，很多設(shè)計(jì)人員會忽視電梯井對建筑剛度的影響，盲目遵循建筑空間的優(yōu)化和裝飾效果，將電梯井設(shè)置在建筑物的轉(zhuǎn)角處，由于電梯井的側(cè)向剛度很強(qiáng)，對整棟建筑造成嚴(yán)重破壞地震提升波的經(jīng)濟(jì)損失。在建筑墻體施工中，由于對墻體自身剛度和承載力考慮不足，出現(xiàn)墻體受力不均的現(xiàn)象。地震發(fā)生時(shí)，由于受到扭轉(zhuǎn)的影響，導(dǎo)致墻體結(jié)構(gòu)發(fā)生變形和變形，使建筑物的穩(wěn)定性大大降低。在此基礎(chǔ)上應(yīng)將建筑規(guī)劃管理的中心環(huán)節(jié)考慮提高建筑設(shè)計(jì)質(zhì)量，保證結(jié)構(gòu)質(zhì)量，提高結(jié)構(gòu)剛度分布的一致性，以及地震時(shí)由于扭轉(zhuǎn)力的影響對建筑物造成的嚴(yán)重破壞；同時(shí)在平面設(shè)計(jì)過程中應(yīng)將功能要求和抗震要求有效結(jié)合起來，充分發(fā)揮建筑設(shè)計(jì)在抗震社區(qū)中的作用。

5 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)

短柱的抗彎承載力與抗剪承載力存在一定的不一致性，地震作用下短柱的抗剪承載力不足會對建筑結(jié)構(gòu)造成破壞，其抗彎承載力不能發(fā)揮其應(yīng)有的作用。因此，性能部門應(yīng)協(xié)調(diào)雙梁承載力提高抗剪承載力，使地震作用下柱體首先達(dá)到抗彎強(qiáng)度，從而發(fā)生延性破壞，柱體法是協(xié)調(diào)短鋸片抗剪承載力的最重要措施短柱的彎曲度可由工人減少，以保持兩者之間的平衡。具體措施如下。

通過調(diào)整立柱中的豎向接縫，將短柱分為兩個(gè)或四個(gè)立柱，每個(gè)立柱都是獨(dú)立的市場。在一般情況下有四種類型的連接按鈕：通過接縫、預(yù)制隔墻、預(yù)張力阻尼器和透明混凝土連接。此外，隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的發(fā)展，對建筑抗震構(gòu)造的研究也越來越多，特別是對建筑結(jié)構(gòu)和基本材料性能、動力反應(yīng)、計(jì)算理論等方面的研究。為提高建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)水平奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

6 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對抗震理念的具體運(yùn)用

6.1 恰當(dāng)處理結(jié)構(gòu)荷載

為了保證結(jié)構(gòu)的非對稱設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員必須選擇條件優(yōu)越的抗震場地，避免在震害較大的地區(qū)施工，才能有效地解決地震災(zāi)害對自然地理?xiàng)l件的負(fù)面影響，減少地震災(zāi)害的發(fā)生。例如，地質(zhì)薄弱地區(qū)和地質(zhì)分布不均的建筑物不應(yīng)成為地震場地。如果在類似地區(qū)進(jìn)行抗震施工，以確保基本結(jié)構(gòu)達(dá)到足夠的強(qiáng)度和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，才能讓設(shè)計(jì)人員進(jìn)行具體的抗震施工，設(shè)計(jì)人員首先要進(jìn)行地基處理設(shè)計(jì)。

6.2 合理選擇抗震位置

在進(jìn)行抗震建設(shè)時(shí)，既要重視結(jié)構(gòu)體系對地震效應(yīng)的影響，又要注重經(jīng)濟(jì)影響和安全性，由于不同結(jié)構(gòu)體系的抗震措施安排不同，所以設(shè)計(jì)人員必須結(jié)合以下原則做好系統(tǒng)的整體優(yōu)化設(shè)計(jì)，即設(shè)計(jì)人員必須為結(jié)構(gòu)預(yù)留一定的冗余度，以保證結(jié)構(gòu)的一部分損壞后，剩余的結(jié)構(gòu)所受的力可以是均衡分布的，而某些構(gòu)件的損傷不會影響到整個(gè)建筑，保證結(jié)構(gòu)施工的全過程都能考慮到抗震施工的要求，進(jìn)而使豎向構(gòu)件電壓均勻，并且任何結(jié)構(gòu)都能實(shí)現(xiàn)電壓傳輸?shù)倪B續(xù)性。

6.3 優(yōu)化設(shè)計(jì)整體結(jié)構(gòu)

設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合不同的建筑類型，為建筑物選擇合適的抗震結(jié)構(gòu)，以保證建筑物的整體結(jié)構(gòu)，連同抗震結(jié)構(gòu)一起，能起到一定的作用，有效地減少地震對建筑物的破壞，混凝土結(jié)構(gòu)抗震施工應(yīng)以水平圈梁加內(nèi)外連續(xù)墻結(jié)構(gòu)為主。水平環(huán)梁能對構(gòu)件的各個(gè)部位施加約束力，使表面構(gòu)件分散，產(chǎn)生強(qiáng)大的外力。

6.4 抗震設(shè)計(jì)具體構(gòu)造

設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合不同的建筑類型，為建筑物選擇合適的抗震結(jié)構(gòu)，以保證建筑物的整體結(jié)構(gòu)，連同抗震結(jié)構(gòu)一起，能起到一定的作用，有效地減少地震對建筑物的破壞，混凝土結(jié)構(gòu)抗震施工應(yīng)以水平圈梁加內(nèi)外連續(xù)墻結(jié)構(gòu)為主。水平環(huán)梁能對構(gòu)件的各個(gè)部位施加約束力，使表面構(gòu)件分散，產(chǎn)生強(qiáng)大的外力。

6.5 非結(jié)構(gòu)部件處理

所謂非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，一般是指結(jié)構(gòu)分析中未考慮重力、風(fēng)、地震等橫向荷載的承載能力的構(gòu)件，如內(nèi)隔墻、樓梯墻、框架嵌墻等，考慮填充墻與對框架結(jié)構(gòu)的影響，從而有效增加了結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度，縮短了自振時(shí)間，增加了影響整個(gè)建筑的水平地震力。地震力分布的變化。限制了框架的變形，降低了整個(gè)結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移能力。從充氣墻：砌體不同于輕質(zhì)隔墻。雖然它不是一個(gè)支承構(gòu)件，但它具有很大的側(cè)向剛度，所以它不能隨意排列。長建筑物的垂直方向應(yīng)連續(xù)與進(jìn)墻連接，以使框架剪力突然增大，避免在樓板內(nèi)墻體中斷的地方使用砌體作為維修墻，在框架施工中必須采取有效措施，防止預(yù)埋效應(yīng)的產(chǎn)生板墻上的框架柱和短柱的外觀。

7 結(jié)束語

綜上所述，在我國建筑業(yè)的發(fā)展過程中，有必要對建筑物進(jìn)行適當(dāng)?shù)目拐饦?gòu)造，既能保證整個(gè)工程建設(shè)的效益，又能進(jìn)一步提高建筑物的安全性和穩(wěn)定性。然而，從我國地震結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀來看，我國目前還存在許多問題。因此，我們需要在不斷的實(shí)踐過程中，嚴(yán)格按照工程建設(shè)的實(shí)際情況，優(yōu)化和完善設(shè)計(jì)理念，以應(yīng)對，保證建設(shè)工程的施工質(zhì)量和秩序。建筑業(yè)穩(wěn)定發(fā)展。