建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念

(陜西豐宇設(shè)計(jì)工程有限公司 陜西 西安 710065)

引言

隨著城市化經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，建設(shè)和建設(shè)項(xiàng)目逐步增加。人們也將許多先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)應(yīng)用到其中。但是，從中國(guó)目前建設(shè)的實(shí)際情況來(lái)看，由于中國(guó)地質(zhì)條件的復(fù)雜性，這給整個(gè)建設(shè)項(xiàng)目的建設(shè)帶來(lái)了一定的困難。因此，為了保證工程施工質(zhì)量，有效控制工程造價(jià)，必須相應(yīng)分析施工項(xiàng)目的地質(zhì)條件。采用相應(yīng)的設(shè)計(jì)手段有效提高建筑物的抗震性能，保證建筑物的穩(wěn)定性和可靠性。

一、抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的作用

建筑工程抗震設(shè)計(jì)主要有以下功能：首先，可以保證建筑物在遇到常規(guī)性地震時(shí)，在本地區(qū)規(guī)定的設(shè)防烈度范圍之內(nèi)可以保護(hù)建筑物完好無(wú)損，可以繼續(xù)正常使用；其次，保證建筑物在遇到強(qiáng)度較大的地震時(shí)，造成的損壞經(jīng)過(guò)修整可以保證人們的生命財(cái)產(chǎn)安全不受到損失；最后，保證建筑物在遇到罕見(jiàn)烈度極大的地震時(shí)，建筑物不至于坍塌。

二、抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要遵循的原則

地震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中使用的部件對(duì)承載力，剛度，穩(wěn)定性和延性有更嚴(yán)格的要求。針對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件較為薄弱的環(huán)節(jié)要采取抗震力更高的有關(guān)措施，避免使用豎向荷載力承載構(gòu)件。此外，抗震結(jié)構(gòu)系統(tǒng)要求結(jié)構(gòu)構(gòu)件具有良好的連接延展性。多道防線(xiàn)設(shè)計(jì)也是必不可少的，可以避免首次破壞后造成建筑物的余震損壞情況發(fā)生，不同的防線(xiàn)可以實(shí)現(xiàn)延性和剛度的有機(jī)統(tǒng)一，地震產(chǎn)生的能量被消散，以確保建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。由于抗震結(jié)構(gòu)中構(gòu)件的強(qiáng)弱不同，因此需要使抗測(cè)力構(gòu)建在主耗能構(gòu)建防線(xiàn)被破壞之后可以進(jìn)行彈性適應(yīng)，防止結(jié)構(gòu)倒塌和進(jìn)一步損壞。具體來(lái)說(shuō)，抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的原則如下：

(1)整體設(shè)計(jì)原則。需要從建筑物的整體考慮地震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。相當(dāng)于在水平上進(jìn)行分區(qū)，實(shí)現(xiàn)垂直倒立結(jié)構(gòu)具有的功能。在地震的抗震設(shè)計(jì)中，必須保證每個(gè)子結(jié)構(gòu)的抗震性能，以達(dá)到整體抗震性能。

(2)結(jié)構(gòu)清晰原則。在建筑物的抗震設(shè)計(jì)中，涉及地震力的傳遞路徑。只有在設(shè)計(jì)的時(shí)候遵循結(jié)構(gòu)清晰原則，才能對(duì)結(jié)構(gòu)模型的位移情況、內(nèi)力和薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和清楚的計(jì)算，采取適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施，確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的效率。

(3)使剛度與抗震能力相適應(yīng)。地震發(fā)生時(shí)的建筑物對(duì)結(jié)構(gòu)剛度和抗震能力進(jìn)行了雙重檢驗(yàn)。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)首先要考慮結(jié)構(gòu)的剛度可以抵御來(lái)自所有方向的震動(dòng)，控制結(jié)構(gòu)的變形和平衡度，降低地震對(duì)建筑物的損壞。充足的剛度和完好的抗震能力是一般建筑物的結(jié)構(gòu)需要必備的基本功能，尤其是高層建筑。

(4)結(jié)構(gòu)的規(guī)則性與均勻性。建筑的布局分為垂直和縱向，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要保證與抗側(cè)移剛度一致，使軸承在抗側(cè)移的過(guò)程中剛度不會(huì)突然發(fā)生改變，尤其是在設(shè)計(jì)垂直結(jié)構(gòu)的建筑布局時(shí)，由于建筑基礎(chǔ)較為薄弱，要保證建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)符合抗側(cè)移剛度的要求。

三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)

(一)選擇有利的抗震場(chǎng)地

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先要了解的最重要的是建筑在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中的位置。我相信很多人在他們的實(shí)際生活中找到了一個(gè)非常重要的觀點(diǎn)，即在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不同建筑工程地質(zhì)領(lǐng)域以及在施工過(guò)程中具有不同條件的地質(zhì)場(chǎng)地。地震發(fā)生時(shí)對(duì)建筑物造成的破壞程度差異很大。這也在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域展開(kāi)了新的突破。在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域，由于不同建筑工地的建筑物的實(shí)際地理?xiàng)l件，許多設(shè)計(jì)師將改變建筑物的地震破壞程度。在建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際設(shè)計(jì)中，選擇有利于建筑結(jié)構(gòu)的場(chǎng)地，在實(shí)際的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，避免在地震環(huán)境中建設(shè)設(shè)計(jì)建筑不利的場(chǎng)地。這樣，可以大大減少建筑結(jié)構(gòu)的地震災(zāi)害。另一方面，除了建筑設(shè)計(jì)的場(chǎng)地之外，在設(shè)計(jì)過(guò)程中建筑物的抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)受到除地震之外的許多因素的限制。在建筑師設(shè)計(jì)和定位建筑物的過(guò)程中，除了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中排除的極其不利和非常嚴(yán)重和危險(xiǎn)的建筑工地外，在通常的設(shè)計(jì)條件下，在施工過(guò)程中不可能經(jīng)常排除應(yīng)用場(chǎng)地。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)場(chǎng)地選擇的限制對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了更高的要求。在這種局限性的存在條件之下，在建筑師的設(shè)計(jì)過(guò)程中，有必要根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)際選址和建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，對(duì)建筑物造成的地震破壞的強(qiáng)弱進(jìn)行分類(lèi)。為了按照不同場(chǎng)地特點(diǎn)采取抗震措施。這是建筑師在實(shí)際建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中的主要目的，用于選擇建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)場(chǎng)地和建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)場(chǎng)地的詳細(xì)分類(lèi)。因此，當(dāng)建筑師實(shí)際設(shè)計(jì)建筑物時(shí)，他們應(yīng)該盡量避免在建筑物的抗震區(qū)域進(jìn)行設(shè)計(jì)。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)采取適當(dāng)?shù)慕ㄖ拐鸷涂拐鸫胧?/p>

(二)選擇合理平面與立面布置

在設(shè)計(jì)師的建筑結(jié)構(gòu)的三維和平面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要有以下幾個(gè)方面：

(1)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，建筑結(jié)構(gòu)在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)剛度和建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震能力，在建筑物受到水平地震的情況下，建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該是雙向的，在設(shè)計(jì)師的結(jié)構(gòu)布置中進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)該可以抵抗任何方向的地震。

(2)實(shí)際設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單性是在地震中傳遞結(jié)構(gòu)的明確而直接的方式。

(3)整體性結(jié)構(gòu)。在實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，建筑師在設(shè)計(jì)過(guò)程中掌握建筑結(jié)構(gòu)的完整性和建筑結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性和統(tǒng)一性。這是建筑行業(yè)建筑師應(yīng)該掌握的最基本的建筑原則。在建筑物的實(shí)際施工中，地板的設(shè)計(jì)在建筑物的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中起著重要作用。在建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，地板部分的結(jié)構(gòu)部分在實(shí)際建筑物的應(yīng)用期間相當(dāng)于水平分隔。在建筑物的結(jié)構(gòu)中，應(yīng)協(xié)調(diào)各種建筑物的子結(jié)構(gòu)以承受建筑結(jié)構(gòu)的地震效應(yīng)。

(三)建筑結(jié)構(gòu)體系的合理選擇

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師選擇建筑結(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)考慮的一個(gè)非常重要的問(wèn)題是建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的合理選擇。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選擇的評(píng)價(jià)是否科學(xué)合理，從建筑的角度來(lái)看，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的整體安全性和建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)性是非常重要的。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注意以下問(wèn)題:建筑設(shè)計(jì)系統(tǒng)在實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)注意避免建筑物某些部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)破壞導(dǎo)致整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)失去了建筑設(shè)計(jì)要求的最基本的安全性，適用性和耐久性。

結(jié)語(yǔ)

在建筑設(shè)計(jì)中，建筑物的抗震設(shè)計(jì)是整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最重要的部分之一。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程和建筑結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)研究中，為了避免生產(chǎn)過(guò)程中的災(zāi)害，相關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)從宏觀角度全面處理建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。