建筑結(jié)構(gòu)抗震措施探微

文/邊巴旺堆 西藏自治區(qū)建筑勘察設(shè)計(jì)院 西藏拉薩 850000

建筑結(jié)構(gòu)抗震措施探微

文/邊巴旺堆 西藏自治區(qū)建筑勘察設(shè)計(jì)院 西藏拉薩 850000

如何有效提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，一直以來(lái)都是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師們重點(diǎn)研究的課題，隨著地震災(zāi)害的增多，人們對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)也越來(lái)越關(guān)注。本文結(jié)合建筑性能方面的要求對(duì)抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行闡述，然后對(duì)設(shè)計(jì)流程及抗震設(shè)計(jì)方法進(jìn)行重點(diǎn)分析，對(duì)于促進(jìn)建筑行業(yè)的健康發(fā)展意義重大。

建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)；抗震；性能

具有效數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)可以保證在遇到地震災(zāi)害的過(guò)程中，人身可以得到基本保證，但是財(cái)產(chǎn)安全通常會(huì)受到很大的威脅。新時(shí)期，在建筑業(yè)快速發(fā)展的過(guò)程中，積極加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)至關(guān)重要。我國(guó)現(xiàn)有的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)在實(shí)施過(guò)程中，不僅難度較大，同時(shí)也無(wú)法徹底滿足提升建筑抗震功能的需求，在這種情況下，本文積極加強(qiáng)了基于性能的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)研究。

1、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的性能要求

多年來(lái)，世界各國(guó)針對(duì)地震和震害進(jìn)行了全面的調(diào)查和分析，并對(duì)比出應(yīng)用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)構(gòu)建起來(lái)的建筑擁有較小的倒塌率，基本實(shí)現(xiàn)對(duì)居民生命安全的保障，然而經(jīng)濟(jì)損失是不可避免的，在這種情況下，社會(huì)各界開(kāi)始關(guān)注建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，并逐漸形成了抗震性能目標(biāo)，基于性能的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)就是在這種情況下產(chǎn)生并有效應(yīng)用的?；谛阅艿慕ㄖY(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)從本質(zhì)上改變了我國(guó)傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，現(xiàn)階段，世界上多數(shù)國(guó)家在積極發(fā)展建筑業(yè)的過(guò)程中都應(yīng)用了這種設(shè)計(jì)方式。從設(shè)計(jì)流程的角度來(lái)觀察可以發(fā)現(xiàn)，新的設(shè)計(jì)方法在應(yīng)用過(guò)程中融合了多個(gè)學(xué)科的內(nèi)容，如結(jié)構(gòu)工程、巖土工程以及建筑學(xué)等，因此該設(shè)計(jì)方法在使用過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員對(duì)各項(xiàng)技術(shù)的掌握以及熟悉程度是提升設(shè)計(jì)質(zhì)量的關(guān)鍵。從性能目標(biāo)的角度來(lái)看，社會(huì)大眾以及建筑使用者對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)性能擁有一定的期望，通常包含兩方面內(nèi)容，分別為結(jié)構(gòu)抗震的性能指標(biāo)以及地震凍性能指標(biāo)[1]。

這兩項(xiàng)指標(biāo)充分說(shuō)明，在劃分地震動(dòng)性能的過(guò)程中可以對(duì)傳統(tǒng)的地震危險(xiǎn)性概率分析法進(jìn)行充分的應(yīng)用，然而這一過(guò)程中還必須綜合利用不同的危險(xiǎn)性分析法。在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)成因素如墻構(gòu)件和梁柱等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，應(yīng)將定性以及定量分類(lèi)作用于震害實(shí)驗(yàn)結(jié)果當(dāng)中，此時(shí)可以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)進(jìn)行充分的應(yīng)用，從而有效得出結(jié)構(gòu)性能的標(biāo)準(zhǔn)圖形。

2、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具體流程以及安全性評(píng)價(jià)研究

2.1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

對(duì)結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行參數(shù)的確定是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上可以對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的構(gòu)造，促使其性能目標(biāo)能夠滿足地震作用的要求。在設(shè)計(jì)構(gòu)件以及結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，將指標(biāo)確定為變形和能量是基于性能的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)首先確定結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算的方法，多個(gè)性能目標(biāo)存在于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，而線性以及非線性計(jì)算方法在結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用至關(guān)重要，能夠滿足基于性能的設(shè)計(jì)要求，相關(guān)的計(jì)算方法應(yīng)當(dāng)滿足以下特點(diǎn):首先，直觀性。便于設(shè)計(jì)人員有效解決設(shè)計(jì)問(wèn)題;其次，多變性。有助于設(shè)計(jì)人員工作中可以針對(duì)不同的設(shè)計(jì)目標(biāo)計(jì)算不同的參數(shù)數(shù)值;再次，實(shí)用性。[2]。

2.2結(jié)構(gòu)性能的抗震安全評(píng)價(jià)

在對(duì)地震凍性能指標(biāo)進(jìn)行確定的基礎(chǔ)上，對(duì)結(jié)構(gòu)性能的抗震安全評(píng)價(jià)進(jìn)行應(yīng)用，可以有效全面估計(jì)該結(jié)構(gòu)的抗震能力以及安全程度，其中包含最大變形、累積變形、強(qiáng)度以及剛度在結(jié)構(gòu)中的體現(xiàn)，這些因素是進(jìn)行全面估計(jì)的重要內(nèi)容。確定性結(jié)構(gòu)性能評(píng)價(jià)更適用于現(xiàn)階段建筑工程的施工，不同的結(jié)構(gòu)體系是選擇不同性能評(píng)價(jià)準(zhǔn)則的基礎(chǔ)。

由于隨機(jī)性是地震發(fā)生的主要特點(diǎn)，其時(shí)間、震級(jí)以及地點(diǎn)等因素都不是固定不變的，因此對(duì)概率可靠度性能評(píng)價(jià)進(jìn)行應(yīng)用從理論的角度來(lái)看更加適用，然而這種評(píng)價(jià)方式針對(duì)高層建筑結(jié)構(gòu)體系來(lái)講存無(wú)法徹底的貫徹落實(shí)。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因跟隨機(jī)性在性能評(píng)價(jià)指標(biāo)中的體現(xiàn)具有緊密的聯(lián)系，同時(shí)隨機(jī)地震反應(yīng)分析計(jì)算在高層建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用也擁有較大的技術(shù)難度。眾所周知，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)性能的抗震安全評(píng)價(jià)的過(guò)程中，應(yīng)將其視為一個(gè)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)，其具有較多層次。在評(píng)價(jià)具體實(shí)施過(guò)程中，可以按照兩個(gè)流程來(lái)進(jìn)行，首先，評(píng)價(jià)抗震性能在墻體、節(jié)點(diǎn)以及梁柱中的體現(xiàn);接下來(lái)就是綜合評(píng)價(jià)整體抗震性能在結(jié)構(gòu)中的體現(xiàn)。由此可見(jiàn)，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)性能的抗震安全評(píng)價(jià)的過(guò)程中，應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能以及構(gòu)件抗震性能二者的關(guān)系進(jìn)行充分的掌握。

3、基于性能的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

3.1結(jié)構(gòu)抗震性能控制措施

地震發(fā)生的隨機(jī)性，對(duì)人們的生命以及財(cái)產(chǎn)造成了嚴(yán)重的威脅。而應(yīng)用科學(xué)的結(jié)構(gòu)抗震性能控制措施是確保基于性能的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)得以實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，從現(xiàn)階段的角度來(lái)看，結(jié)構(gòu)自控以及設(shè)備控震是結(jié)構(gòu)抗震控制的兩種重要形式。從工程應(yīng)用層面來(lái)分析，結(jié)構(gòu)抗震自適應(yīng)能力的重要性更加明顯，這里的結(jié)構(gòu)抗震自適應(yīng)能力就是結(jié)構(gòu)自控。本文在積極展開(kāi)研究的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，針對(duì)高層建筑來(lái)講，在耗能裝置當(dāng)中不應(yīng)當(dāng)包含剪力墻等重要性構(gòu)件。這是因?yàn)?，較大的難度產(chǎn)生于加固以及修復(fù)這部分構(gòu)建的過(guò)程中，例如，將其作為耗能裝置時(shí)，破損現(xiàn)象將產(chǎn)生于較小地震的影響下，而當(dāng)中級(jí)地震發(fā)生的過(guò)程中，很容易導(dǎo)致該裝置面對(duì)無(wú)法進(jìn)行修理的局面?，F(xiàn)階段，西方發(fā)達(dá)國(guó)家在積極進(jìn)行基于性能的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)研究過(guò)程中，研發(fā)了新型耗能結(jié)構(gòu)，如鋼梁－混凝土柱組合結(jié)構(gòu)以及抗震控制結(jié)構(gòu)等，從現(xiàn)階段建筑業(yè)的發(fā)展角度來(lái)看，這些結(jié)構(gòu)具有重要的應(yīng)用價(jià)值。

3.2社會(huì)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)在結(jié)構(gòu)抗震性能中的體現(xiàn)

在設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)工作開(kāi)展之前，社會(huì)大眾以及建筑使用者通常都會(huì)擁有一定的要求從而限定結(jié)構(gòu)中的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。實(shí)際上，促使經(jīng)濟(jì)指標(biāo)以及社會(huì)效益實(shí)現(xiàn)最佳值是開(kāi)展不同結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最初目標(biāo)，因此這也是基于性能的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)過(guò)程中的最初目標(biāo)?，F(xiàn)階段，我國(guó)在積極進(jìn)行基于性能的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)研究的過(guò)程中，必須綜合考慮多種內(nèi)容，如費(fèi)用－效益分析、地震損失估計(jì)以及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的評(píng)價(jià)方法等。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，建立在性能基礎(chǔ)上的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，最突出的特點(diǎn)就是在對(duì)結(jié)構(gòu)性能目標(biāo)進(jìn)行選擇的過(guò)程中由公眾作為主體，而設(shè)計(jì)工作者從專(zhuān)業(yè)的角度出發(fā)盡量實(shí)現(xiàn)這些性能目標(biāo)。同傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)相比，這種設(shè)計(jì)方式具有較強(qiáng)的精細(xì)性，能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)行有效的預(yù)測(cè)。

[1]王亞勇，岳茂光，李宏男，等.基于不同性能目標(biāo)的RC結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的效益分析[J].土木工程學(xué)報(bào)，2014(03):37－45.

[2]季靜，黃藝燕，韓小雷，等. 高層建筑基于性能的粘滯耗能支撐結(jié)構(gòu)抗震加固設(shè)計(jì)[J]. 建筑結(jié)構(gòu)，2015( 07) : 30 －32 +55.