試論建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的問題及改良方案

[摘要]隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，城市化進(jìn)程進(jìn)一步加快，高層建筑房屋的越來越多，地震給人們的生命和財(cái)產(chǎn)帶來的損失也越來越嚴(yán)重。而基于性能的抗震設(shè)計(jì)，在發(fā)生地震時(shí)，能夠有效地防止因?yàn)榻ㄖ锏顾o人造成傷害，在一定程度上保護(hù)了人的安全。因此，基于性能的抗震設(shè)計(jì)被人們廣泛關(guān)注，并將其作為抗震設(shè)計(jì)未來的發(fā)展方向。本文主要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的問題及改良方案進(jìn)行論述。

[關(guān)鍵詞]建筑結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計(jì)；問題及改良

我國是一個(gè)地震災(zāi)害相對(duì)比較嚴(yán)重的國家。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的方法隨著結(jié)構(gòu)試驗(yàn)、結(jié)構(gòu)分析、地震學(xué)以及動(dòng)力學(xué)的發(fā)展也在不斷的進(jìn)步，在不斷學(xué)習(xí)國外經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，我國的震害調(diào)查、強(qiáng)震觀察的方法在不斷的成熟。但是，如何從我國的社會(huì)發(fā)展和地震環(huán)境的實(shí)際情況出發(fā)來提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能，從而保持建筑物更加合理經(jīng)濟(jì)、安全可靠，是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要的任務(wù)。

1、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的問題

1.1房屋架構(gòu)平面設(shè)置的規(guī)則性與對(duì)稱性問題

房屋的平面與立體的設(shè)置應(yīng)遵照抗震理論基本設(shè)置準(zhǔn)則，通常運(yùn)用規(guī)則的房屋架構(gòu)設(shè)置方案。依照房屋結(jié)構(gòu)抗震設(shè)置規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)平面不規(guī)則或縱向不規(guī)則，或者兩者均不規(guī)則的房屋架構(gòu)，應(yīng)運(yùn)用空間架構(gòu)的核算模式；對(duì)樓板部分區(qū)域連接不暢或者表面凹凸不成規(guī)律時(shí)，應(yīng)運(yùn)用相對(duì)應(yīng)的貼合樓層強(qiáng)度剛度變動(dòng)的模型；脆弱位置應(yīng)當(dāng)注重相對(duì)應(yīng)的內(nèi)力加大系數(shù)，而且依照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)來對(duì)彈塑性形狀改變加以剖析，脆弱位置應(yīng)采用抗震構(gòu)造手段。

在房屋架構(gòu)的抗震中，對(duì)稱性是不容忽視的。對(duì)稱性包含房屋平面的對(duì)稱、品質(zhì)分布的對(duì)稱及房屋架構(gòu)抗側(cè)剛度的對(duì)稱三個(gè)部分。保證這三個(gè)方面的對(duì)稱中心為同樣的位置是最優(yōu)的抗震設(shè)置方案。國內(nèi)的房屋結(jié)構(gòu)中，架構(gòu)的對(duì)稱性通常指的是抗側(cè)力主要架構(gòu)的對(duì)稱。對(duì)稱的房屋架構(gòu)有框架架構(gòu)、簡體框架架構(gòu)等。

房屋架構(gòu)的規(guī)則性體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

1.1.1在平面設(shè)置房屋抗側(cè)力的主要架構(gòu)時(shí)，應(yīng)當(dāng)保證周圍結(jié)構(gòu)與中心的剛度與強(qiáng)度平均分布，讓房屋的主要架構(gòu)維持較強(qiáng)的強(qiáng)度與抗扭剛度，很大程度上防止了房屋在風(fēng)力較大或者地震的扭矩影響下而產(chǎn)生很大的形狀改變?cè)斐煞羌軜?gòu)構(gòu)件與架構(gòu)構(gòu)件的損壞。

1.1.2建筑結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力主體結(jié)構(gòu)沿著構(gòu)成變化和豎向斷面也要保持均勻，避免出現(xiàn)突變。

1.1.3建筑結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力主體結(jié)構(gòu)的兩個(gè)主軸方向也要有比較接近的強(qiáng)度和剛度，還要有比較相近的變形特性。

總體來說，在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，一定要對(duì)建筑平、立面布置的規(guī)則性加以重視，在實(shí)際的工程中還應(yīng)該對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的規(guī)范規(guī)定給予高度的重視。

1.2選擇建筑抗震場地的問題

如果施工的條件相同，不同工程地質(zhì)條件下的建筑物在地震時(shí)會(huì)受到明顯不同的破壞程度。所以，選擇一個(gè)好的建筑場地是提高建筑物抗震性能的重要基礎(chǔ)，在場地選擇的過程中，要降低地震災(zāi)害，盡可能地避開工程地質(zhì)不良的抗震場地（比如河岸、邊坡邊緣、高聳孤立的山丘、非巖質(zhì)陡坡、濕陷性黃土區(qū)域、液化土區(qū)域），選擇有利的建筑場地（比如中等風(fēng)化、微風(fēng)化的基巖，不含水的粘土層，密實(shí)的砂土層）。如果實(shí)在無法當(dāng)避開不利區(qū)域的話，應(yīng)該在場地采取抗震加強(qiáng)措施，應(yīng)根據(jù)抗震設(shè)防類別、濕陷性黃土等級(jí)、地基液化，來采取措施提高地基的剛度和整體穩(wěn)定性。比如，如果建筑地基的受力層范圍處在嚴(yán)重不均勻土層、軟弱粘性土層、新近填土?xí)r，要合理估計(jì)計(jì)算地基在地震時(shí)形成的不均勻沉降，從而采取加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的處理措施或者加固地基、樁基的措施來加強(qiáng)地基的承載力。

2、提高建筑結(jié)構(gòu)抗震能力的改良方案

（1）在可能發(fā)生破壞性比較強(qiáng)的地震區(qū)域，建設(shè)、地震、科技等部門要對(duì)建筑技術(shù)規(guī)范進(jìn)行嚴(yán)格的規(guī)定，從施工保障、材料選用、規(guī)劃設(shè)計(jì)、建房選址等方面來加強(qiáng)監(jiān)督檢查和技術(shù)指導(dǎo)，保證建筑設(shè)施能夠符合抗震設(shè)防的基本要求。

（2）要按照抗震等級(jí)來對(duì)梁、柱、墻的節(jié)點(diǎn)采取抗震構(gòu)造措施，保證在地震作用下建筑物結(jié)構(gòu)可以達(dá)到三個(gè)水準(zhǔn)的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。按照“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件”、“強(qiáng)剪弱彎”、“強(qiáng)柱弱梁”的原則，來合理選擇柱截面的尺寸，注意構(gòu)造配筋要求，控制柱的軸壓比，確保結(jié)構(gòu)在地震作用下具有足夠的延性和承載力。

（3）對(duì)地震外力能量的吸收傳遞途徑進(jìn)行恰當(dāng)合理的布局，保證支墻、梁、柱的軸線處于同一平面，形成一個(gè)構(gòu)件雙向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系。在地震作用下構(gòu)件呈現(xiàn)出彎剪性破壞，有效地使建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震能力得到提高。

（4）進(jìn)行多道抗震防線的設(shè)置。在一個(gè)抗震結(jié)構(gòu)體系中，在地震作用下一部分延性好的構(gòu)件可以擔(dān)負(fù)起第一道抗震防線的作用，而在第一道抗震防線屈服后其他構(gòu)件才逐次形成第二、第三或更多道抗震防線，有效提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震安全性。各地區(qū)要根據(jù)所處區(qū)域的地質(zhì)特征，提高抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。

（5）根據(jù)地震地區(qū)本身建筑物的特點(diǎn)來積極引用抗震減災(zāi)新材料、新工藝、新技術(shù)，并且借鑒發(fā)達(dá)國家的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，將其推廣應(yīng)用到建筑抗震設(shè)計(jì)中。

（6）建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的管理者以及實(shí)施者也對(duì)建筑的抗震能力起到很大的作用。所以，必須提高抗震設(shè)計(jì)工作人員的整體素質(zhì)，提升整個(gè)建筑的抗震工程質(zhì)量。

結(jié)語：

經(jīng)過多年來對(duì)建筑結(jié)構(gòu)中抗震設(shè)計(jì)的研究，我國的抗震設(shè)計(jì)方法已經(jīng)逐漸趨于成熟，但是還有許多需要完善的地方。我們要在嚴(yán)格按照建筑抗震規(guī)范要求的基礎(chǔ)上，科學(xué)地合理地進(jìn)行建筑抗震設(shè)計(jì)，保證建筑物的穩(wěn)定性和可靠性，促進(jìn)我國建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)向著高水平方向發(fā)展。