關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計若干問題的討論

陳義貴

（桐梓縣住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局 貴州桐梓 563200）

關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計若干問題的討論

陳義貴

（桐梓縣住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局 貴州桐梓 563200）

切實做好建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計是建筑工程設(shè)計過程中重要內(nèi)容之一。合理的增加建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計內(nèi)容，大大的的提高建筑結(jié)構(gòu)自身的穩(wěn)定性、安全性和使用壽命，不但能夠增加建筑對地震災(zāi)害抵抗能力，而且還能夠保障人民生命和物質(zhì)財產(chǎn)，具有著極為重要的現(xiàn)實價值和意義。本文就建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的內(nèi)容、目標、關(guān)鍵問題及相關(guān)措施等進行了簡要分析，以期能夠為建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計提供理論依據(jù)。

建筑結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計；若干問題

引言

由于地震災(zāi)害會對建筑結(jié)構(gòu)造成極為嚴重的破壞，切實做好建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計是建筑工程設(shè)計過程中重要內(nèi)容之一。在建筑工程設(shè)計過程中，合理的增加建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計內(nèi)容，大大的的提高建筑結(jié)構(gòu)自身的穩(wěn)定性、安全性和使用壽命，不但能夠增加建筑對地震災(zāi)害抵抗能力，而且還能夠保障人民生命和物質(zhì)財產(chǎn)，具有著極為重要的現(xiàn)實價值和意義。在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計過程中，設(shè)計人員應(yīng)該根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)自身的特點和功能，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的原則和相關(guān)要求合理的開展建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計工作，保證建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的科學(xué)性、合理性、實用性，從而使其能夠大大的的提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、安全性，為保護人民財產(chǎn)和生命安全發(fā)揮重要的支撐作用。

1 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的內(nèi)容和目標

建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的主要內(nèi)容就是設(shè)計人員在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中通過吸取地震災(zāi)難發(fā)生過程中建筑物倒塌的教訓(xùn)和建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的實踐經(jīng)驗，同時結(jié)合當代先進的建筑抗震理念和相關(guān)設(shè)計標準，根據(jù)建設(shè)單位的具體要求來科學(xué)合理的開展建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計工作，一方面要保證建筑結(jié)構(gòu)能夠有效的抵抗一定強度的地震災(zāi)害，另一方面還要保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的過程中，設(shè)計人員應(yīng)該全面地考慮地震災(zāi)害給建筑結(jié)構(gòu)造成的嚴重影響，科學(xué)的計算出不同地震強度作用于建筑結(jié)構(gòu)的作用力，從而高質(zhì)量的完成建筑結(jié)構(gòu)的抗震參數(shù)設(shè)計工作，使建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計外形、結(jié)構(gòu)樣式及構(gòu)件質(zhì)量等均能夠保證建筑工程的安全性和穩(wěn)定性，同時確保建筑工程在地震災(zāi)害的作用下仍然能正常使用，或者確保建筑工程在地震災(zāi)害的作用下不會受到嚴重的結(jié)構(gòu)損壞，避免對建筑內(nèi)部的空間結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性帶來不利影響。

2 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的主要內(nèi)容

建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的主要包括選擇合適的建筑場地、設(shè)計和布置好建筑空間及計算好建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)共三方面內(nèi)容。其中，選擇合適的建筑場地是保證建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的前提條件。在建筑場地的選擇過程中，設(shè)計人員應(yīng)該選擇能夠有效提升建筑抗震作用的地段，保證建筑場地范圍內(nèi)的土地成分以及結(jié)構(gòu)具有良好的密度和硬度，從而能夠確保建筑場地范圍內(nèi)的土地能夠在較大程度上滿足建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的需求。同時，選擇建筑場地應(yīng)該避開軟土、液化土、采礦土及河岸邊緣等地段，同時也要避免把建筑場地選擇在地震斷裂帶上明顯的位置。設(shè)計和布置好建筑空間要求：①保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的簡單性，降低影響建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的因素；②保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體性，從而確保建筑結(jié)構(gòu)整體在連接過程中力的傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)的合理性。除此之外，在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計過程中，設(shè)計人員應(yīng)該根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)嚴格認真的計算建筑結(jié)構(gòu)能夠承受的具體作用力，同時計算在面對地震沖擊力時不同建筑結(jié)構(gòu)類型應(yīng)當具備的具體作用力承受參數(shù)，通過精確模擬地震災(zāi)害的發(fā)生過程，相應(yīng)的確定建筑結(jié)構(gòu)具體的抗震模型，并利用計算機技術(shù)保證建筑結(jié)構(gòu)的各項參數(shù)能夠切實有效的提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性、安全性及科學(xué)性。

3 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的關(guān)鍵問題

3.1 選擇建筑場地

建筑場地的選擇應(yīng)當盡量避開對建筑結(jié)構(gòu)抗震不利的地段。地震造成建筑物的破壞主要反映在地震自身和場地條件。地震不但會導(dǎo)致地表錯動與斷裂，而且還會導(dǎo)致地基土沉陷、滑坡或者砂土液化等。因此，應(yīng)該盡量選擇對建筑結(jié)構(gòu)抗震有利的場地，應(yīng)避開軟土、液化土及采礦區(qū)及河岸邊緣等場地。如果實在無法避開，則應(yīng)采取必要的抗震加強措施，結(jié)合抗震設(shè)防類別和地基液化等級采取加強地基和上部結(jié)構(gòu)整體性和剛度的相關(guān)措施，或者采取部分消除或全部消除地基液化和沉陷的相關(guān)措施。如果地基主要受力層范圍內(nèi)有軟土層、新填土或者不均勻土層，通常會采取樁基、加固地基、強化基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及上部結(jié)構(gòu)等措施。如果發(fā)生地震災(zāi)害時，可能會導(dǎo)致建筑滑移或地裂，則應(yīng)采取必要的的地基加固措施。

3.2 建筑結(jié)構(gòu)體系的合理選擇

合理地選擇建筑結(jié)構(gòu)體系的是建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計過程中應(yīng)當考慮的重要問題之一，對于建筑的安全性和經(jīng)濟性有著決定性的作用。具體來說，設(shè)計人員應(yīng)該注意四方面：①建筑結(jié)構(gòu)體系應(yīng)避免由于部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件被破壞而導(dǎo)致建筑整體結(jié)構(gòu)喪失抗震能力或承載能力；②建筑結(jié)構(gòu)體系要有明確的計算簡圖和合理的力傳遞結(jié)構(gòu)；③建筑結(jié)構(gòu)體系應(yīng)當具備合理的承載能力、變形能力計耗散地震能量的能力；④建筑結(jié)構(gòu)體系應(yīng)當具備合理的剛度和強度。

3.3 重視建筑平面布置的規(guī)則性

通常情況下，在對建筑立面和建筑平面進行布置的時候，應(yīng)當全面的考慮建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的基本原則和規(guī)范，并要嚴格遵循具體的建筑設(shè)計方案。同時，抗震設(shè)計規(guī)范中明確指出，如果建筑結(jié)構(gòu)為平面和豎向均不規(guī)則，則應(yīng)該采取空間結(jié)構(gòu)的計算模式。對于凹凸不規(guī)則的樓板則應(yīng)該遵循滿足樓板平面內(nèi)實際剛度變化的計算模式。就薄弱部位而言，就需要相應(yīng)的乘以內(nèi)力增大系數(shù)，而且要嚴格根據(jù)相關(guān)的彈塑性變性分析，同時要加強薄弱部位的抗震構(gòu)造設(shè)計。

4 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的措施

4.1 建筑地基利用特殊隔震材料

建筑基礎(chǔ)隔震是指對建筑基礎(chǔ)進行特殊處理，降低地震作用力對建筑影響，從而降低地震對建筑結(jié)構(gòu)造成的損壞。傳統(tǒng)方法通常是在建筑基礎(chǔ)位置交替鋪設(shè)砂子和粘土，或者直接鋪設(shè)砂子或者粘土墊層。在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，將特殊的材料（瀝青）安裝于建筑基礎(chǔ)位置，具有非常好的隔振效果，能夠提升建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。

4.2 建筑基礎(chǔ)設(shè)置隔震

設(shè)置隔震是指在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計過程中，通過在建筑基礎(chǔ)和上部建筑之間安裝特殊裝置，降低地震作用力向建筑上部傳遞的作用。隔震最高能夠減少地震對建筑傳遞的66.7%能量。在高層建筑中安裝隔震裝置會增加建筑結(jié)構(gòu)的自振周期，導(dǎo)致不能實現(xiàn)減震的目的，依次，該措施不適合用于在高層建筑。常用的隔震方法包括粘彈性隔震和摩擦滑移隔震，隔震設(shè)置裝置主要混合裝置和橡膠墊裝置等。

4.3 合理設(shè)置建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)

通過模擬地震發(fā)生時建筑的各種受力狀況，設(shè)置合理的建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)，計算和分析建筑的各個結(jié)構(gòu)施受力狀況，如計算柱變形、梁變形以及墻體承載能力。在設(shè)計和規(guī)劃建筑抗震結(jié)構(gòu)過程中，首先應(yīng)當全面的掌握建筑的質(zhì)量檢測、施工工藝、施工材料、地形條件以及建設(shè)位置等各種內(nèi)容，以利于把握建筑抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計要點，優(yōu)化和改進抗震設(shè)計的基本框架，詳細說明建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵位置，從而提高建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計能力。

4.4 控制扭轉(zhuǎn)效應(yīng)

地震會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)作用、豎向作用和水平作用，從而對建筑產(chǎn)生巨大的破壞作用，導(dǎo)致建筑倒塌等。地震發(fā)生過程中諸多不確定因素，且這些因素具有隨機性，因此在高建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，不但要考慮地震的豎向作用和水平作用，而且還要全面的考慮地震的扭轉(zhuǎn)作用，設(shè)置抗震結(jié)構(gòu)的位移標準，測定最小位移結(jié)構(gòu)和最大位移結(jié)構(gòu)的剛度，保持建筑整體結(jié)構(gòu)具有相同的位移，確保建筑抗震結(jié)構(gòu)的各個部分都嚴格符合設(shè)計標準。同時，應(yīng)該對建筑整體性能進行可行性分析研究，及時發(fā)現(xiàn)、研究和調(diào)整問題，盡可能的提高提高建筑的抗震性能。

4.5 優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)

建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該嚴符合建筑工程的抗震能力要求和標準，其主體結(jié)構(gòu)應(yīng)該能夠調(diào)整其空間變形，在強大的結(jié)構(gòu)延伸作用下，能夠自動恢復(fù)至初始狀態(tài)，以消除建筑結(jié)構(gòu)主體變形產(chǎn)生的不利影響，從而確保建筑結(jié)構(gòu)的牢固、穩(wěn)定狀態(tài)。在評價地震作用力對建筑結(jié)構(gòu)造成的影響過程中，應(yīng)該科學(xué)合理的布設(shè)構(gòu)件，全面協(xié)調(diào)和控制建筑結(jié)構(gòu)各個部分的受力情況，有效的提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力。重點考慮建筑豎向結(jié)構(gòu)受重力的狀況，確保其受力平衡，能夠滿足建筑剛度的設(shè)計要求，確保建筑結(jié)構(gòu)不交錯，從而提高建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和抗震能力。同時，應(yīng)當根據(jù)建筑所處位置的實際地質(zhì)狀況，在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中加入合適的防震措施，嚴格處理建筑的重點部位和關(guān)鍵部位，降低整個建筑承受的均勻重力，確保建筑的均勻?qū)ΨQ，從而逐步改變建筑不規(guī)則的豎向和水平作用力，從而提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震效果。

5 結(jié)語

總而言之，建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計已經(jīng)成為全社會非常關(guān)注的問題，直接與人身安全和財產(chǎn)安全相聯(lián)系。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，建筑設(shè)計人員應(yīng)該全面的、充分的老驢建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計，并通過利用有效的抗震措施來盡量降低地震對建筑的破壞，從而保障建筑內(nèi)部的人身、財產(chǎn)安全，有效的推動我國建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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TU318

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1004-7344（2016）20-0296-02

2016-7-3