建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)若干問題的探究

楊文凱

摘要：為了建筑物在遇到地震災(zāi)害時(shí)仍能安全使用或在極端情況下為人員撤離爭取足夠的時(shí)間，必須嚴(yán)格進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行總結(jié)、討論和研究是十分必要的。本文分析了建筑結(jié)構(gòu)炕上設(shè)計(jì)需要注意的幾個(gè)問題，以供參考。

關(guān)鍵字：建筑結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計(jì)；注意問題

1、建筑抗震設(shè)計(jì)的概述

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一般會(huì)從兩個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，一是計(jì)算設(shè)計(jì)，二是概念設(shè)計(jì)。建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算設(shè)計(jì)需要建立在準(zhǔn)確數(shù)據(jù)、完善信息的基礎(chǔ)上，但由于地震具有一定的不可預(yù)測性，故在實(shí)際工作中想要通過計(jì)算設(shè)計(jì)來進(jìn)行建筑的抗震設(shè)計(jì)是不現(xiàn)實(shí)的，這時(shí)就需要進(jìn)行相關(guān)的建筑抗震概念設(shè)計(jì)。在建筑抗震設(shè)計(jì)過程中，通常會(huì)采用概念設(shè)計(jì)來引入地震的情況，再模擬出相應(yīng)的地震情況，并根據(jù)模擬的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的計(jì)算，以得到相應(yīng)的建筑抗震結(jié)構(gòu)，進(jìn)而保障了建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。另外，建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的總體目標(biāo)為：應(yīng)按照建筑工程所在地的小震效應(yīng)對(duì)主要結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力進(jìn)行科學(xué)計(jì)算，以此來掌握建筑在該條件下的彈性變形情況；同時(shí)對(duì)建筑在大震情況下的結(jié)構(gòu)彈性變形進(jìn)行計(jì)算，保證設(shè)計(jì)能夠達(dá)到第三水準(zhǔn)的抗震要求。在建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)目標(biāo)是設(shè)計(jì)工作開展的大方向，所有設(shè)計(jì)工作均應(yīng)圍繞該目標(biāo)展開，以此使建筑結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，從而達(dá)到小震不壞、大震不到的效果。

2、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)需要注意的問題

2.1建筑場地合理選擇

建筑的抗震設(shè)計(jì)還要根據(jù)不同的建筑環(huán)境進(jìn)行不同程度的設(shè)計(jì)，若建筑環(huán)境地震災(zāi)害頻發(fā)，則在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí)必須加強(qiáng)建筑的抗震功能。建筑抗震功能的好壞是根據(jù)一定規(guī)范來評(píng)價(jià)的，根據(jù)得出的評(píng)價(jià)結(jié)果，對(duì)建筑實(shí)施不同的抗震預(yù)防。在建筑建設(shè)中，要想提高建筑的抗震功能，必須選取優(yōu)質(zhì)的施工場地，能夠確保建筑安全與穩(wěn)固。若要在土質(zhì)疏松、地震頻發(fā)的地區(qū)進(jìn)行建筑建設(shè)時(shí)，必須提高建筑防震的性能，避免建筑在地震來臨時(shí)發(fā)生沉降、傾斜等情況，對(duì)住戶的生命財(cái)產(chǎn)安全造成威脅。

2.2建筑物平立面布置

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)建筑抗震有利的理想狀態(tài)是平立面規(guī)則、剛度分布均勻，避免地震發(fā)生時(shí)在薄弱處應(yīng)力產(chǎn)生集中性破壞?！督ㄖ拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)范》中對(duì)建筑平立面形狀及剖面變化進(jìn)行了明確規(guī)定：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量避免扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、側(cè)向剛度不規(guī)則、豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)等。同時(shí)，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量確保結(jié)構(gòu)構(gòu)件布置的規(guī)則性，布置多道抗震防線，保證建筑的適用性和安全性。

2.3抗震結(jié)構(gòu)體系的選擇

首先結(jié)構(gòu)體系要能概括出計(jì)算簡圖和內(nèi)力傳遞路線，同時(shí)為了增加安全度，避免因部分構(gòu)件遇地震破壞而引發(fā)建筑結(jié)構(gòu)體系失去抗震能力或承載能力，應(yīng)設(shè)置多道抗震防線，比如地震時(shí)框架結(jié)構(gòu)中，填充墻應(yīng)先于框架破壞；框架-抗震墻結(jié)構(gòu)中，抗震墻應(yīng)先受水平地震力破壞。同時(shí)，在概念設(shè)計(jì)中要重視強(qiáng)度、剛度的合理分布，質(zhì)心和剛心偏心距越小越好，避免因局部削弱或突變形成薄弱部位，在遇到地震破壞時(shí)產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中或塑性變形集中，對(duì)可能出現(xiàn)的薄弱部位，需采取有效措施以提高抗震能力。

2.4選擇建筑結(jié)構(gòu)抗震材料

作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要的承重原料，材料的剛度和塑性對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震作用有直接的影響，必須以確保建筑物的整體抗震性、穩(wěn)定性為前提進(jìn)行材料的選擇，并且依據(jù)本地的地震歷史資料，選擇適宜的建筑材料。建筑材料的選擇從抗震角度考慮，最好選用輕質(zhì)、高強(qiáng)；構(gòu)件間的連接有良好的整體性、延性的材料，并且材料的全強(qiáng)度能夠有效發(fā)揮。根據(jù)多次地震災(zāi)害的實(shí)例，得出鋼結(jié)構(gòu)是最符合抗震材料的要求，其抗震性能好，但造價(jià)及維護(hù)的費(fèi)用相對(duì)較高。而現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)整體性好，價(jià)格便宜，還具有較大的抗側(cè)移剛度，經(jīng)設(shè)計(jì)可保證結(jié)構(gòu)具有一定的延性。但同時(shí)該材料也有很大的弱點(diǎn)：若地震時(shí)間長，反復(fù)的地震荷載造成構(gòu)件剛度因裂縫的開展而遞減，容易將混凝土擠碎。裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)雖然施工方便，但其構(gòu)件本身的強(qiáng)度要高于框架節(jié)點(diǎn)等構(gòu)件接頭強(qiáng)度及變形能力，從而形成薄弱環(huán)節(jié)；同時(shí)預(yù)制構(gòu)件在裝配時(shí)會(huì)產(chǎn)生次應(yīng)力，整個(gè)結(jié)構(gòu)的連續(xù)性和整體性十分缺乏；所以這類結(jié)構(gòu)不宜在高烈度地區(qū)使用。所以為了有效提高建筑抗震性能，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須科學(xué)合理的選擇適合該建筑的建材。

2.5設(shè)置多道抗震防線

設(shè)置多道抗震防線能讓一個(gè)結(jié)構(gòu)的抗震體系有一定安全冗余度，如框架—抗震墻體系是由延性框架和抗震墻兩個(gè)系統(tǒng)組成。從概念設(shè)計(jì)角度出發(fā)，應(yīng)優(yōu)先選擇重力荷載較小的豎向支撐或填充墻，或者選用軸壓比較小的抗震墻、筒體此類的大剛度、抗水平地震力強(qiáng)的構(gòu)件作為第一道抗震防線的抗側(cè)力構(gòu)件。不宜采用軸壓比大的框架柱兼作第一道防線的抗側(cè)力構(gòu)件，以免框架柱受到地震力破壞后失去豎向承載力，產(chǎn)生倒塌。例如，在框架—抗震墻結(jié)構(gòu)體系中，設(shè)計(jì)時(shí)不但要考慮小震和中震情況下結(jié)構(gòu)基本完好，還要考慮在大震情況下，當(dāng)連梁失去作用，按單片墻肢計(jì)算，結(jié)構(gòu)仍有承載能力而不倒，還有要求計(jì)算時(shí)框架柱承擔(dān)的剪力不小于總剪力的20%，這樣即使抗震墻破壞后框架柱仍具有一定的承載能力，可以保證結(jié)構(gòu)“大震不倒”。

不同的地區(qū)有不同的地質(zhì)特點(diǎn)，地震發(fā)生的等級(jí)與建筑類型各有不同，把握好抗震防線數(shù)量，合理利用結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震，有利于建筑結(jié)構(gòu)抗震性達(dá)標(biāo)。

3、結(jié)語

地震屬于突發(fā)性的地質(zhì)災(zāi)害，在嚴(yán)重的地震災(zāi)害影響下，眾多建筑工程會(huì)出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，區(qū)域交通和通信會(huì)陷入癱瘓，人們正常生活及社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展均會(huì)遭受巨大沖擊。我國屬于地震高發(fā)區(qū)，為了降低地震災(zāi)害所帶來的損失或影響，需落實(shí)地震災(zāi)害的預(yù)防工作，將抗震概念設(shè)計(jì)與建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相結(jié)合應(yīng)用，是提升建筑抗震性能的重要措施，可為建筑用戶提供相對(duì)安全的空間，進(jìn)而保障廣大人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

參考文獻(xiàn)

[1]葛洋.試論建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)若干問題[J].江西建材，2015，（19）：53+55.

[2]趙建榮.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)若干問題的探究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012，（06）：45.

[3]方小丹，魏璉.關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)若干問題的討論[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào)，2011，（12）：46-51.

[4]田洋. 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)若干問題分析[J]. 科技視界，2016，（17）：291-292.

[5]賈昭. 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)問題的研究[J]. 住宅與房地產(chǎn)，2016，（12）：28+30.