有關(guān)建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)分析

王芳芳 李判判

【摘 要】如何準(zhǔn)確、合理的運(yùn)用不同的抗震設(shè)計(jì)方法，是非常重要的，對(duì)于不同的建筑、不同的情況應(yīng)區(qū)別對(duì)待，從而尋求最合理的抗震設(shè)計(jì)。本文探討了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)措施。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)；隱患；抗震設(shè)計(jì)；措施

一、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的基本原則

1、確保結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有必要的性能

在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的過(guò)程中，一定要保證建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有一定的承載能力、穩(wěn)定性、剛度和延性等性能。結(jié)構(gòu)構(gòu)件需要遵循強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)底層柱、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件的設(shè)計(jì)原則，在設(shè)計(jì)中對(duì)于可能會(huì)造成構(gòu)件相對(duì)薄弱的部位，需要采取從事提高其抗震能力，對(duì)于承受豎向荷載的主要構(gòu)件則最好不作為主要的耗能構(gòu)件。

2、盡量多的設(shè)置抗震防線

一個(gè)抗震結(jié)構(gòu)體系需要有多個(gè)延性較好的分體系組合而成，并且由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接協(xié)同工作。例如框剪結(jié)構(gòu)就是由延性框架和剪力墻兩個(gè)分體組成，雙肢或者多肢剪力墻體系組成的。由于在一次地震之后將會(huì)伴隨著多次余震的出現(xiàn)，如果在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)只有一道防線，那么在房屋建筑遭到第一次破壞之后再遭余震，就會(huì)因?yàn)閾p傷積累導(dǎo)致房屋建筑物坍塌?？拐鸾Y(jié)構(gòu)體系應(yīng)該有最大可能數(shù)量的內(nèi)部和外部冗余度，在設(shè)計(jì)中需要有意識(shí)的建立起一系列分布的屈服區(qū)，這樣能夠使結(jié)構(gòu)吸收和消耗大量的地震能量，從而能夠提高房屋建筑的抗震性能。

3、恰當(dāng)?shù)奶幚斫ㄖY(jié)構(gòu)的構(gòu)件強(qiáng)弱關(guān)系

在設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要正確的處理好構(gòu)件的強(qiáng)弱關(guān)系，在統(tǒng)一樓層內(nèi)使主要耗能構(gòu)件屈服之后，其他抗側(cè)力構(gòu)件則仍然處于彈性階段，這樣能夠使得有效屈服保持較長(zhǎng)的階段，能夠保證建筑結(jié)構(gòu)的延性和抗倒塌的能力。需要注意的是，如果在抗震設(shè)計(jì)中一部分結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)超強(qiáng)，那么就會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的其他部位出現(xiàn)相對(duì)薄弱的現(xiàn)象，所以說(shuō)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中需要恰當(dāng)?shù)奶幚斫Y(jié)構(gòu)的強(qiáng)弱關(guān)系，對(duì)于不合理的加強(qiáng)的作法或者是在施工中以大代小，改變抗側(cè)力構(gòu)件配筋的這些做法都需要盡量的避免。

二、目前建筑結(jié)構(gòu)上存在的抗震隱患

1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法不合理

根據(jù)地震之后房屋毀壞的整體情況來(lái)看，框架剪力墻結(jié)構(gòu)基本完好，沒有受到太大的破壞，但少數(shù)框架結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重的破壞甚至倒塌，然而框架結(jié)構(gòu)的破壞主要集中于柱的上下端，或在框架梁與柱的節(jié)點(diǎn)處，柱端屈服破壞，從破壞類型分析得出：此類建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)并有真正把握強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)強(qiáng)錨固的真正含義。此外，對(duì)地震后的建筑破壞原因分析總結(jié)得出：建筑的平立面不規(guī)則，結(jié)構(gòu)構(gòu)件布置的不對(duì)稱，也是導(dǎo)致建筑破壞的主要原因。

2、地基選擇不科學(xué)

沒有避開那些斜坡和堅(jiān)實(shí)不均勻的地段、軟弱土地段、液化土地段等，造成基礎(chǔ)沉降不均勻，危及整個(gè)建筑物安全。

3、建筑施工不合理

施工單位沒有嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行施工，忽略結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)部位施工，對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的理解有偏差、誤差，施工技術(shù)差。建筑企業(yè)為了最大限度的賺取利益，不惜采用偷工減料，以次充好的方式進(jìn)行違規(guī)操作，材料的質(zhì)量不達(dá)標(biāo)也成為建筑安全無(wú)保障的主要因素。

三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)措施

1、選擇有利的抗震場(chǎng)地

選擇對(duì)建筑抗震有利的場(chǎng)地，宜避開對(duì)建筑抗震不利的地段，不應(yīng)在危險(xiǎn)地段建造甲、乙、丙類建筑。地震造成建筑物的破壞，除地震動(dòng)直接引起的結(jié)構(gòu)破壞外，場(chǎng)地條件也是一個(gè)重要的原因。地震引起的地表錯(cuò)動(dòng)與地裂，地基土的小均勻沉陷，滑坡和粉、砂土液化等。對(duì)于地震時(shí)可能導(dǎo)致滑移或地裂的場(chǎng)地，應(yīng)采取相應(yīng)的地基穩(wěn)定措施。

2、建筑結(jié)構(gòu)抗震體系的合理選擇

選擇對(duì)建筑抗震有利的場(chǎng)地，宜避開對(duì)建筑抗震不利的地段，不應(yīng)在危險(xiǎn)地段建造甲、乙、丙類建筑。地震造成建筑物的破壞，除地震動(dòng)直接引起的結(jié)構(gòu)破壞外，場(chǎng)地條件也是一個(gè)重要的原因。地震引起的地表錯(cuò)動(dòng)與地裂，地基土的小均勻沉陷，滑坡和粉、砂土液化等。對(duì)于地震時(shí)可能導(dǎo)致滑移或地裂的場(chǎng)地，應(yīng)采取相應(yīng)的地基穩(wěn)定措施。

3、防震縫的合理位置

布置防震縫時(shí)，應(yīng)將建筑物分割成獨(dú)立，規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元，防震縫兩側(cè)的上部結(jié)構(gòu)應(yīng)該完全分開，防震縫與伸縮縫、沉降縫要綜合考慮，諧調(diào)布置，伸縮縫、沉降縫應(yīng)符合防震縫的需求。凡是需做伸縮縫、沉降縫的地方都應(yīng)該做防震縫，防震縫應(yīng)沿房屋全高設(shè)置，兩側(cè)應(yīng)該布置墻，一般防震縫的基礎(chǔ)可以不斷開，只是兼做沉降縫時(shí)才斷開；防震縫寬度隨著房屋高度變化而變化，高于15 米時(shí)，高度在5 米、4米、3 米、2 米應(yīng)該加寬20mm，不超過(guò)15m 時(shí)，可加寬70m。伸縮縫的設(shè)置是為了減少裂縫出現(xiàn)或減小裂縫寬度設(shè)立的，在砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中是比較重要的設(shè)置，砌體房屋由于墻體干縮和溫差引起的墻體豎向裂縫能夠在正常情況下減少，把伸縮縫設(shè)置能出現(xiàn)在砌體墻體中最可能產(chǎn)生裂縫的地方，如房屋中間部位及錯(cuò)層處房屋體型變化處房屋平面轉(zhuǎn)折處。

4、使剛度增強(qiáng)與增強(qiáng)砂漿強(qiáng)度

4.1房屋是縱橫向承重構(gòu)件和樓蓋組成的一個(gè)具有空間剛度的結(jié)構(gòu)體系，其結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和空間剛度決定了抗震性能的強(qiáng)弱現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板屋蓋具有整體性好水平剛度大的優(yōu)點(diǎn)，是較為理想的抗震構(gòu)件，可以有效地增加房屋的整體性和樓板的剛度較大的屋蓋及樓板水平剛度有利于荷載傳遞，當(dāng)上下墻體不對(duì)齊時(shí)，現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板及屋蓋能起到一定的傳遞水平力的作用因此，采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓屋蓋是一個(gè)較好的結(jié)構(gòu)選擇。

4.2力與墻體面積大小及砂漿強(qiáng)度等級(jí)高低成正比，提高墻體面積、砂漿強(qiáng)度等級(jí)能有效地提高房屋的抗震能力砌體的抗剪強(qiáng)度與砂漿的強(qiáng)度和豎向壓應(yīng)力有關(guān)，砌體的抗剪強(qiáng)度隨著砂漿強(qiáng)度的提高而提高，砌體塊體強(qiáng)度影響較小因此適當(dāng)提高砂漿強(qiáng)度可以提高房屋的抗震能力設(shè)計(jì)時(shí)，特殊要求盡量采用混合砂漿，因?yàn)樗嗌皾{抗剪強(qiáng)度要折減。在結(jié)構(gòu)體系內(nèi)部外部贅余度，有意識(shí)的建立一系列的屈服區(qū)，是結(jié)構(gòu)能吸收和消耗大量的地震能量，易于修復(fù)；多道抗震防線對(duì)結(jié)構(gòu)是必要的，當(dāng)?shù)谝坏婪谰€的抗力構(gòu)件遭到破壞后，第二道第三道抗側(cè)力構(gòu)件接替可以抵擋后續(xù)的震動(dòng)沖擊，可將安全隱患降到最低，免于倒塌。

5、橫縱墻的布局

混凝土房屋在在地震中承重的主要構(gòu)件是橫縱墻體，在地震中容易產(chǎn)生裂縫甚至?xí)霈F(xiàn)傾斜倒塌或是錯(cuò)位的現(xiàn)象，可能使其達(dá)到嚴(yán)重性的破壞。也就需要對(duì)橫縱墻進(jìn)行合理配置，提高其防震能力就應(yīng)該采用。多層混凝土設(shè)計(jì)應(yīng)該采用橫墻與縱墻共同承重，要均勻的進(jìn)行布置平面要對(duì)其豎向要連續(xù)，同方向的要寬度適宜。房屋的剛度由于沒有承重方向的墻體較少，間隔大，房屋的剛度比較薄弱，空間剛度和與整體的穩(wěn)定性差距大，抗震能力較弱，墻體的平面有可能被破壞，這需要橫縱墻的布置要合理，合理的布局可以防止抗彎，抗剪以及水平地震是有利的。

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)多年對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)中抗震設(shè)計(jì)的研究，我國(guó)逐漸形成了自己的一套較為先進(jìn)的有效的抗震設(shè)計(jì)方法并日趨成熟，但是其也有很多不足之處，需要我們?cè)趯?shí)踐中加以完善?？傊?，要確保建筑結(jié)構(gòu)中的抗震設(shè)計(jì)能高效完成，應(yīng)在遵循相關(guān)建筑抗震規(guī)范要求的原則上，進(jìn)行科學(xué)地合理地設(shè)計(jì)，確保建筑物具有穩(wěn)定的可靠的抗震性能，達(dá)到建筑物小震不壞、中震可修、大震不倒的標(biāo)準(zhǔn)。相信，隨著相關(guān)技術(shù)人員抗震設(shè)計(jì)水平的不斷提高，我國(guó)的建筑工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)也將會(huì)邁上更高更遠(yuǎn)的臺(tái)階。

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