建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震設(shè)計分析

靳 永 恒

(山西中方森特建筑工程設(shè)計研究院,山西 太原 030002)

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震設(shè)計分析

靳 永 恒

(山西中方森特建筑工程設(shè)計研究院,山西 太原 030002)

介紹了抗震設(shè)計的主要內(nèi)容及存在的問題,以提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計為目的，對抗震設(shè)計現(xiàn)狀進行了分析，并有針對性的提出解決問題的方法。

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計,抗震設(shè)計,科學(xué)性

自2008年汶川地震后，人們深刻了解到地震的破壞力。地震對建筑來說是毀滅性的，對人類來說也是極大的威脅，為保證人身安全和財產(chǎn)安全，房屋的抗震設(shè)計就顯得尤為重要。建筑的抗震設(shè)計，主要是通過提高建筑的穩(wěn)定性和安全性的方式，來增強建筑的抗震能力。想要實現(xiàn)此目的，就必須對具體的環(huán)境進行考究，并做出科學(xué)合理的設(shè)計，再選取高品質(zhì)的建筑材料進行修建，在增加建筑安全性和實用性的同時，也有效延長了房屋的使用壽命。

1 抗震設(shè)計的主要內(nèi)容

1.1 建筑場地的選擇

在房屋建筑施工前，首先要面臨的問題便是建筑場地的選擇。在選擇前，需要對場地進行全面考察，場地應(yīng)滿足以下幾點：

1)地勢平坦開闊且沒有斷層，同時還具備地質(zhì)活動少的地方。這樣可以從根本上避免因為選址不當(dāng)，造成建筑損壞的問題。

2)土壤質(zhì)地堅硬的地方。因為土壤質(zhì)地疏松容易被外界因素影響，在地震時，容易造成建筑下陷等問題，尤其是在河灘、軟土層上的建筑穩(wěn)定性越差。

1.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性、合理性

為增加建筑的抗震能力，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計就顯得尤為重要，因為建筑的結(jié)構(gòu)是否科學(xué)合理，可以直接影響建筑的抗震能力，科學(xué)的建筑設(shè)計在有效節(jié)約材料的同時，還能提高建筑的穩(wěn)定性和安全性。

1.3 建筑設(shè)計對具體施工問題的考量

建筑設(shè)計的最后環(huán)節(jié)是施工環(huán)節(jié)，也是極為重要的環(huán)節(jié)。為更好的保證房屋建筑的質(zhì)量，施工前的培訓(xùn)很重要。培訓(xùn)不只是針對施工人員的技術(shù)，還有對施工人員責(zé)任心的培養(yǎng)，不僅有利于提高施工的安全性，同時還能夠最大限度的規(guī)避因施工不當(dāng)造成的安全問題。在實際施工時，很有可能因為極小的問題造成不可估量的損失，特別是在遇到自然災(zāi)害時(如：地震等)。由此可見施工環(huán)節(jié)的重要性，作為建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計者，有必要、也有義務(wù)考慮具體施工會遇到的問題，盡可能地在保證建筑質(zhì)量情況下降低施工難度。

2 抗震設(shè)計現(xiàn)狀所存在的問題

2.1 抗震設(shè)計概念不明確

地震是破壞力極強的自然災(zāi)害，為保證人身安全、減少人們的財產(chǎn)損失，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震設(shè)計尤為重要?？拐鹪O(shè)計以：“大震不倒，中震可修，小震不裂”作為抗震設(shè)計的目標(biāo)，其目的就是能更好的降低地震帶來的危害。在過去的抗震設(shè)計中，通常以大量鋼筋混凝土來抗拒地震的力量，通過實踐證明，這種設(shè)計方式是不合理的，大量的鋼筋混凝土不僅沒有減弱地震的破壞力，反而使建筑更容易被毀壞。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，僅是單純依靠設(shè)計來設(shè)計是不全面的，需在關(guān)鍵位置加強抗震設(shè)計，同時也要設(shè)計出薄弱位置，以便建筑能夠更好的消耗地震的破壞能量，最大限度的拖延地震發(fā)生的進度。由此可見，上述的抗震概念不僅是抗震設(shè)計的靈魂，也是指導(dǎo)思想。

2.2 在建筑設(shè)計中并未對抗震設(shè)計引起足夠重視

近年來，地震活動越來越頻繁，每一次的發(fā)生給人們的生活帶來了不可估量的損失，造成這一現(xiàn)象的主要原因是由于我國建筑的抗震能力不足。其次，是因為建筑設(shè)計人員在設(shè)計時自身不夠重視抗震設(shè)計，尤其是在建筑改建擴建中時常發(fā)生，然而這些小隱患在遇到地震時，就會變成致命問題。因此，為確保生命財產(chǎn)安全，設(shè)計人員在遵守抗震設(shè)計要求的同時，還應(yīng)該考慮施工的實際環(huán)境，對抗震級別和構(gòu)造進行合理選擇。

2.3 抗震設(shè)計驗證存在的問題

為了提高建筑質(zhì)量，需要進一步對抗震設(shè)計進行檢驗，具體有以下三種檢驗方式：

1)抗震模型試驗。2)檢測建筑對地震的反應(yīng)。3)建筑震害研究。

在對抗震設(shè)計的檢測中，由于建筑結(jié)構(gòu)體型龐大，不可能使用1∶1的建筑結(jié)構(gòu)進行測驗，只能通過對抗震模型進行檢測，從而分析數(shù)據(jù)推測出建筑結(jié)構(gòu)抗震的結(jié)論。近來，國際上曾多次舉行了盲測實驗，其目的是為了檢驗現(xiàn)有抗震模型的抗震反應(yīng)，經(jīng)過實驗表明，各種各樣的軟件模擬都存在著差異。由此可見，我們現(xiàn)有的抗震設(shè)計檢驗存在不足，同時，因為地震力量的不可逆，預(yù)測技術(shù)還不成熟，都對抗震設(shè)計驗證的發(fā)展產(chǎn)生了消極影響。

2.4 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員自身意識不足

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員群體中，存在一部分專業(yè)基礎(chǔ)差，設(shè)計能力不足的工作人員，這類設(shè)計人員往往容易忽視建筑的抗震能力設(shè)計，導(dǎo)致建筑的抗震能力不足。同時還有一些設(shè)計人員受自身安全意識影響，在設(shè)計上注重外觀美化，不重視建筑結(jié)構(gòu)整體的抗震能力，從而降低建筑的抗震能力帶來使用風(fēng)險。作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員，在設(shè)計時，有責(zé)任、有義務(wù)考慮人們的生命財產(chǎn)安全。但是，這需要不斷提高自我修養(yǎng)，增強自身專業(yè)能力和安全意識，只有全面的為人民考慮，才能夠設(shè)計出安全美觀的建筑。

3 建筑結(jié)構(gòu)中的抗震設(shè)計

3.1 平立面布置得當(dāng)

建筑的平立面布置是否得當(dāng)，對建筑的抗震性能有著重要影響。合理的平立面布置，一方面有利于提高建筑的穩(wěn)定性，另一方面，還對建筑的抗震能力有著積極影響。在具體的抗震設(shè)計中，只要建筑的平立面布置合理，并滿足抗震規(guī)范要求，那么此建筑的抗震能力會得到極大提升。

平立面布置得當(dāng)，是指在保證使用功能的前提下，選擇的建筑面規(guī)則對稱，在建筑的同一樓層平面剛度變化一致。同時還應(yīng)該注意建筑面的平整，建筑面的平整能使建筑豎向剛度變化穩(wěn)定，有效規(guī)避了樓層間剛度不均勻現(xiàn)象的發(fā)生，有利于提高建筑的抗震能力。在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，由于結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜且龐大，抗震縫設(shè)計也很重要，一般設(shè)計在結(jié)構(gòu)易變形的薄弱部位?？拐鹂p可以將結(jié)構(gòu)分為幾個相對獨立的部分，在地震發(fā)生時，可以保證縫隙兩側(cè)不發(fā)生碰撞，有利于提高建筑的抗震能力。

3.2 抗震材料選取要科學(xué)、規(guī)范

材料作為建筑的主要力量來源，選擇適合的材料尤其重要。為保證建筑的質(zhì)量，需了解場地的各方面，并對場地的地震數(shù)據(jù)進行分析，確保選擇的材料適用。從抗震設(shè)計角度來說，材料應(yīng)質(zhì)輕、高強、具有很強的整體性和延展性。經(jīng)過實踐證明，鋼結(jié)構(gòu)最符合抗震材料要求，但存在造價和維護費用高的問題。現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)整體性極好，且造價低，在經(jīng)過設(shè)計后具有延展性，但是由于地震具有反復(fù)性，現(xiàn)澆鋼筋混凝土剛度會降低，無法長時間支撐。由此可見，材料的選擇對建筑的抗震性能具有重要影響，必須科學(xué)的、規(guī)范的選擇材料。

3.3 嚴格選擇場地

場地的好壞決定了建筑的整體質(zhì)量，對建筑的抗震能力也有重要影響。為提高建筑的抗震能力，應(yīng)盡量選擇土壤分布均勻、密度高、硬度強的場地，因為這種場地可以均勻受力，能夠更好承載整體建筑的荷載。在場地選擇上，需要避開以下幾種情況：

1)軟土層、液化土、采空區(qū)和河岸邊緣(見圖1)。2)滑坡、地陷、泥石流等山體事故易發(fā)地(見圖2)。3)斷裂帶(見圖3)。

3.4 結(jié)構(gòu)參數(shù)計算

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師在設(shè)計時，應(yīng)該根據(jù)選擇場地的實際情況進行選擇。由于不同的結(jié)構(gòu)類型在地震中起到的作用是不同的，設(shè)計師通常會使用先進的計算機技術(shù)，在進行建模后對建筑的抗震能力進行準(zhǔn)確計算。為保證設(shè)計的合理性、科學(xué)性，設(shè)計師會將結(jié)構(gòu)的各項參數(shù)加以計算(如模擬地震波)，確保建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力。

4 結(jié)語

眾所周知，地震具有極強的破壞能力，時刻威脅著人民的生命財產(chǎn)安全。而建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計，是降低地震破壞力的有效方式之一，抗震設(shè)計不僅能夠提高建筑的安全性、穩(wěn)定性，還能夠提高建筑的整體質(zhì)量。因此，抗震設(shè)計具有十分重要的現(xiàn)實意義，必須得到重視。

[1] 朱桂明.芻議建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計分析[J].江西建材,2015(4):23.

[2] 陳琳琳.高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震概念設(shè)計的應(yīng)用[J].江西建材,2014(9):30.

[3] 施國鼎.超限高層建筑結(jié)構(gòu)基于性能抗震設(shè)計的分析[J].建筑知識，2015(14)：32-33.

Analysis on anti-seismic design in building structure design

Jin Yongheng

(ShanxiZhongfangsenteBuildingDesignAcademy,Taiyuan030002,China)

In introduces major anti-seismic design contents and existing problems. In order to improve the seismic design of building structure design for the purpose of seismic design are analyzed, puts forward the solution methods.

building structure design， seismic design， scientific

1009-6825(2017)20-0044-02

2017-05-08

靳永恒(1963- ),男,高級工程師

TU318

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