淺析工民建結(jié)構(gòu)的抗震

王金鐸 崔赫

【摘要】總結(jié)歷史的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，不論是唐山大地震還是汶川大地震，地震給人民的生命財(cái)產(chǎn)都帶來了極大的損失。為了建筑物能夠抗震，就需要搞好工民建工程結(jié)構(gòu)抗震工作。本文筆者就針對(duì)工民建結(jié)構(gòu)的抗震做了一些探討。

【關(guān)鍵詞】工民建建筑；概念設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)抗震

一、工民建結(jié)構(gòu)抗震的現(xiàn)狀和技術(shù)

在傳統(tǒng)的建筑物抗震中，通常是通過給建筑物結(jié)構(gòu)增加抵抗力，在建筑物受力薄弱的地方，容易被地震破壞的地方使用材料時(shí)加強(qiáng)，或者加厚的方法來抗震。這種方法設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，操作方便，但是對(duì)于建筑物整體來說抗震效果不好，而且投入資金多，經(jīng)濟(jì)性差。還有一種結(jié)構(gòu)減震的方法是：采用橡膠隔震墊對(duì)建筑物進(jìn)行加固。這種方法在施工中必須將已有的結(jié)構(gòu)在底部截?cái)?，然后再在其中間安裝上橡膠隔震墊，這樣就給實(shí)際施工帶來了麻煩和困難，在實(shí)際操作中得不到廣泛的推廣。還有一種方法是創(chuàng)建消能減震體系，該體系由主體結(jié)構(gòu)和裝有效能器的消能構(gòu)件組成，一旦構(gòu)件或者節(jié)點(diǎn)發(fā)生滑動(dòng)或者平移，消能器就可以產(chǎn)生較強(qiáng)的阻尼來吸收消耗地震的能量，達(dá)到減震的目的，提高整體的抗震能力。這種方法在高柔結(jié)構(gòu)中特別適用，能夠增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的剛度，縮短位移。這些抗震方法都可以達(dá)到減震，減小地震危害的作用，但是結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)還必須考慮概念設(shè)計(jì)，依靠概念設(shè)計(jì)來達(dá)到全局考慮抗震的目的。這里還有一種不得不提的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)：鋼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)充分發(fā)揮了抗震需求的結(jié)構(gòu)延性，能很大程度地阻止建筑物的倒塌，是一種比較好的防震結(jié)構(gòu)。但是由于這種結(jié)構(gòu)需要的鋼材量大，在經(jīng)濟(jì)上考慮成本較高，同時(shí)鋼材容易被腐蝕，不符合建筑設(shè)計(jì)的耐久性。

二、概念設(shè)計(jì)

概念設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單地說就是：在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案中，運(yùn)用以往在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的認(rèn)知和經(jīng)驗(yàn)更進(jìn)一步地解決一些難題，比如說建筑結(jié)構(gòu)的體系，建筑物的體型，還有建筑物構(gòu)件的延性等問題。概念設(shè)計(jì)，是在要結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)之上再進(jìn)行宏觀的綜合考慮，比如說選材，辨別，再加上符合實(shí)際的合理的計(jì)算來減小地震對(duì)建筑物的危害性。（1）概念設(shè)計(jì)的重要性。現(xiàn)在建筑業(yè)一般采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和概念設(shè)計(jì)相結(jié)合的設(shè)計(jì)方法，而且概念設(shè)計(jì)的重要性也正在凸顯出來。概念設(shè)計(jì)在建筑設(shè)計(jì)時(shí)主要體現(xiàn)在方案設(shè)計(jì)階段，方案設(shè)計(jì)階段需要結(jié)構(gòu)工程師運(yùn)用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概念，在不斷回憶自己的設(shè)計(jì)知識(shí)和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)一種安全可靠而又低成本的設(shè)計(jì)方案。在設(shè)計(jì)時(shí)可以運(yùn)用概念性估算的方法，在初始設(shè)計(jì)階段高效地在多種設(shè)計(jì)方案中選擇最合適的方案。采取這種概念性估算方法不但定性準(zhǔn)確，還能避免一些不必要的計(jì)算，經(jīng)濟(jì)可行。（2）抗震規(guī)范中概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用。在新的抗震規(guī)范中，一些具體的問題沒有規(guī)定清晰，比如說中震可修的設(shè)防目標(biāo)等等。這樣在實(shí)際的抗震設(shè)計(jì)中我們不能完全按照規(guī)范，應(yīng)該發(fā)展和繼承地去應(yīng)用規(guī)范。要想達(dá)到發(fā)展和繼承地應(yīng)用規(guī)范的程度，就要求設(shè)計(jì)師必須透徹地了解建筑物的結(jié)構(gòu)體系和分體系之間的力學(xué)關(guān)系，然后再把概念設(shè)計(jì)運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中去。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不只是簡(jiǎn)單地按照規(guī)范去依靠計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)，那樣的話實(shí)際應(yīng)用中必定不能滿足要求。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要做到在遵循規(guī)范的基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)際情況，再加上設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)，把概念設(shè)計(jì)融入到設(shè)計(jì)規(guī)范中。（3）概念設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的問題。新抗震規(guī)范要求在建筑物的內(nèi)部設(shè)置大地震動(dòng)反應(yīng)觀測(cè)系統(tǒng)，還要在設(shè)計(jì)的時(shí)候注意組織結(jié)構(gòu)與地面的共振問題。所以在概念設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮場(chǎng)地條件，地面的穩(wěn)定性，材料的選取，溫度的作用，抗震體系結(jié)構(gòu)的選取等等，使得設(shè)計(jì)結(jié)果在組織結(jié)構(gòu)上做到強(qiáng)度大，剛度好，具有延性，在經(jīng)濟(jì)方面做到節(jié)能。

三、建筑抗震體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展展望

從我國(guó)幾次的地震的經(jīng)歷中可以發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的通過加強(qiáng)材料質(zhì)量，或者加固地震薄弱區(qū)與地震硬抗的設(shè)計(jì)理念已經(jīng)不能抵抗震級(jí)大的地震，所以應(yīng)該轉(zhuǎn)化設(shè)計(jì)理念，采用柔性抗震設(shè)計(jì)方法。所謂的柔性抗震方法，就是充分利用建筑物內(nèi)部的結(jié)構(gòu)力量來和地震產(chǎn)生的震力相互抵消，或者疏導(dǎo)地震產(chǎn)生的震力，這樣來降低地震對(duì)建筑物的破壞性。在將來的工民建結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)該多多采用這種柔性抗震方法。

隨著我國(guó)城市人口的密集程度越來越大，地震的發(fā)生會(huì)給人民的生命財(cái)產(chǎn)造成極大的損失，增強(qiáng)建筑物的抗震能力就成了我們的研究對(duì)象。但是地震給由于地震發(fā)生時(shí)，建筑物會(huì)發(fā)生復(fù)雜的力學(xué)結(jié)構(gòu)，這樣僅僅依靠計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)進(jìn)行的設(shè)計(jì)就不能很好地發(fā)揮抗震能力了。在實(shí)際工程中，概念設(shè)計(jì)的抗震效果得到了肯定，在以后得設(shè)計(jì)中還應(yīng)該繼續(xù)發(fā)揮概念抗震的作用。

參 考 文 獻(xiàn)

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