關于建筑結構抗震設計若干問題的討論

賀明洲

摘要：據不完全統計，全球每年大約發(fā)生地震500萬次。在地理位學上，全球共有環(huán)太平洋、亞歐和海嶺三大地震帶，而我國則位于其中亞歐地震帶和環(huán)太平洋地震帶之間，地震頻發(fā)，因此抗震設計則成了建筑結構設計中相當重要的環(huán)節(jié)之一?；诖?，本文首先從建筑抗震設計的目標著手，闡述了現階段建筑結構抗震設計中的三大主要問題，并分析了加強抗震設計的五大要點。

關鍵詞：建筑結構;抗震設計;基本目標;主要問題;關鍵要點

前言

《建筑抗震設計規(guī)范》的出臺、更新和修訂為我國建筑結構抗震設計提供了重要的方法指導和規(guī)范要求?？紤]到地震災害的發(fā)生而造成建筑物受破壞甚至倒塌，從而威脅人們生命安全，造成財產經濟受到損失等情況，因此要求建筑企業(yè)嚴格對標實施抗震設計，以提升建筑的安全性和穩(wěn)定性，防患于未然。

1.建筑抗震設計的目標

建筑抗震設計的目標從整體來看有兩個層面，一方面是進一步提升建筑的安全性和穩(wěn)定性，從綜合上和全方位提升建筑的整體質量，以達到建筑施工和項目驗收的基本要求;另一方面是考慮到我國的地理位置和地震頻發(fā)的特點，需要保障建筑物具備一定的抗震能力及其他災害的基本抵御能力，在保障居民人身安全的同時也有助于建筑行業(yè)企業(yè)自身形象的口碑的建立，對于社會的和諧穩(wěn)定發(fā)展也有著重要的現實意義。

2.建筑結構抗震設計的主要問題

2.1結構體系

不同的建筑結構體系的選擇對于建筑物抗震性能和效果也有著重要影響，《建筑抗震設計規(guī)范》[1]中從地震等級、抗震性能、場地土和使用要求及經濟條件等多方面因素，結合典型地震經驗，詳細規(guī)定了地震多發(fā)區(qū)高層建筑適用的最大高度。由于建筑物越高，地震發(fā)生時所造成的傾覆作用就會越嚴重，因此在進行建筑結構設計時要綜合考慮項目場地的條件，選擇合適的埋置深度和基礎形式。

2.2結構布置

結構布置的基本原則就是盡量做到結構簡單、技術先進和經濟合理。首先從框架結構布置上看，其常見的有方格和內廊兩種形式的框架柱網，主要用于低樓層的住宅和辦公等建筑。地震多發(fā)地區(qū)的建筑結構設計應在強柱弱梁和強錨固等原則的基礎上采用延性框架，同時綜合分析地震烈度、建筑高度和體型以及結構層間變形等因素來選擇非承重墻體的材料和布置。

其次從框架-抗震墻結構布置來看，這是一種將框架和抗震墻有機結合的綜合體系，在保持空間的同時又具備抗側剛度，這種綜合體系主要用于10-20層的中層建筑，為盡量保持結構剛心和質心的重合，抗震墻的結構平面要盡量勻稱，并沿著結構縱橫向設置，實現抗震墻與柱中線重合。

再者從抗震墻結構布置來看，其主要用于20-30的中高層建筑，這種由鋼筋混凝土墻承受豎向和水平兩方面荷載的結構體系沒有突出墻面的梁柱，實現建筑空間的充分利用，并具備較好的整體性能和抗震性能。在抗震結構設計上要注意針對較長的抗震墻設置弱聯系梁[2]，通過將抗震墻均勻分成各個墻段之間的高寬比大于2的若干墻段，以促使當靠近中和軸的鋼筋在受到破壞時能充分發(fā)揮其強度和承載力控制，提高建筑結構抗震設計的變形能力。

最后，從抗震縫布置來看，若是高層建筑則盡量采用合理的結構方案而不設防震縫，若建筑結構的高度和剛度以及各結構地基條件差異較大，或是建筑結構平面過長時應考慮是否設置防震縫，并注意根據相關規(guī)范科學計算和設置防震縫寬度。

3.加強抗震設計的關鍵要點

3.1特殊材料隔震

通常來說，建筑抗震結構設計中基礎隔震水平的高低也取決于建筑材料的選擇，一般為了提高建筑抗震水平會對建材采取特殊處理方式，從而緩解地震發(fā)生時產生的作用，降低災害造成的損失，最常見的則是在基礎性位置交通出鋪設泥土或沙塵，或是直接在建筑外部覆蓋粘土墊層[3]。近年來，建筑行業(yè)在設計結構抗震時主要采用一種以瀝青為主原材料的全新建材，其在隔震層方面的應用效果十分突出，進一步提升了建筑自身抗震水平。

3.2基礎隔震

在設計建筑結構抗震時通過在建筑內部幾處不為和上部建筑之間增設減震裝置可以在一定程度上縮減地震來臨時向上傳遞的沖擊力，經實驗和研究調查發(fā)現，優(yōu)良的減震裝置最多能夠在地震來臨時降低其沖擊力的三分之二，但這種減震裝置通常只適用于中低層建筑，對于較高的建筑則會增加其原有的自震周期，效果不甚明顯?，F階段我國隔震方式主要采用的時粘彈性和摩擦滑移隔震兩種，而減震裝置則是混合隔震以及橡膠墊兩種方式。

3.3層間隔震

層間隔震層間隔震即為通過在建筑物各個樓層之間內部安裝減震裝置來將地震產生的巨大能量削弱，從而降低危害。這是一種操作性強且簡便、工序較少的一種防震措施，相對的其防震效果也不如其他幾種措施來得效果明顯。

3.4懸掛隔震

懸掛隔震是在建筑結構設計時通過采取懸掛的形式進行整體結構的設計，主要應用于規(guī)模較大和以鋼結構為主的建筑之中，由于地震來臨時其產生的能量無法直接傳遞至處于懸掛狀態(tài)的建筑物，因此可以在一定程度上降低地震產生的負面影響。當采取懸掛隔震的結構設計時，主要將其分為自框架和主框架兩種，自框架與主框架通過鎖鏈進行連接，當地震發(fā)生時，主框架雖會發(fā)生搖晃，但其產生的地震能量在傳遞至與子框架連接的鎖鏈時便已經在鎖鏈的擺動中大幅削減，因此可以在很大程度上降低地震的負面影響，充分發(fā)揮防震抗震效果。

4.結束語

綜上所述，為進一步提升建筑物的安全性、穩(wěn)定性和使用壽命，建筑結構的抗震設計的研究和優(yōu)化很有必要，同時在建筑設計和施工過程中也要嚴格按照《建筑抗震設計規(guī)范》，遵循抗震設計的原則進行設計和建設，從結構體系、結構布置到抗震等級等各個方面綜合考慮，合理設計，采取特殊材料隔震、基礎隔震、層間隔震、懸掛隔震以及隔震加固等措施加強建筑結構抗震設計，提高建筑抗震性能。

參考文獻：

[1]張立柱. 關于建筑結構抗震設計若干問題的討論[J]. 建筑技術開發(fā)，2016，43（05）：38-39.

[2]方小丹，魏璉. 關于建筑結構抗震設計若干問題的討論[J]. 建筑結構學報，2011，32（12）：46-51.

[3]李琛琛. 關于建筑結構抗震設計若干問題的討論[J]. 科技創(chuàng)新與應用，2016（18）：245.

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