淺析建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)

江柏林 劉成軍 叢驛驍

摘要：地震災(zāi)害具有突發(fā)性和極強(qiáng)的破壞性，帶來的損害不可估量，因此人們越來越重視建筑的抗震能力。建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)是一項(xiàng)極為復(fù)雜的設(shè)計(jì)過程，除了考慮建筑功能外，對建筑的荷載、內(nèi)力、形變等因素也要進(jìn)行深度考量。實(shí)際上，目前建筑抗震性能的設(shè)計(jì)并不十分理想，還需要相關(guān)工作人員進(jìn)一步研究，在施工過程中充分發(fā)掘有效的抗震措施，理論與實(shí)踐有效結(jié)合，最大限度地提高建筑抗震能力，為人們生命財(cái)產(chǎn)提供安全保障。本文圍繞建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)展開探討，先簡要介紹了建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的重要意義，然后分析了建筑抗震設(shè)計(jì)的原則，最后討論了建筑結(jié)構(gòu)中抗震設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，以期增大建構(gòu)筑物的安全系數(shù)，保障人身財(cái)產(chǎn)安全。

關(guān)鍵詞：抗震設(shè)計(jì);建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);建筑場地

1、建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中使用抗震設(shè)計(jì)的重要意義

近幾年，我國生態(tài)環(huán)境遭到較大破壞，地震災(zāi)害明顯增多，為建筑結(jié)構(gòu)帶來較大破壞，危害了人們?nèi)松碡?cái)產(chǎn)安全。多年來，地震的發(fā)生，嚴(yán)重?fù)p傷了建筑物，危害了人們的生命安全，如：唐山大地震、汶川地震、玉樹地震等，使幾十萬人失去了寶貴生命、健康身體，甚至于，為人們帶來了較大的心理創(chuàng)傷。我國經(jīng)濟(jì)在不斷發(fā)展，城鄉(xiāng)一體化建設(shè)不斷深入，高層建筑已經(jīng)成為我國城鄉(xiāng)標(biāo)志性建筑，人口密集度進(jìn)一步提升，由此可見，一旦發(fā)生地震，帶來的損失將難以估量。對此，加強(qiáng)抗震設(shè)計(jì)，已經(jīng)成為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。幾次大地震的發(fā)生，人們已經(jīng)意識，地震帶來的危害難以估量。然而，科技水平不斷提高，卻仍然無法準(zhǔn)確判斷地震發(fā)生時間、發(fā)生地點(diǎn)，以便人們做好防護(hù)工作。對此，加強(qiáng)建筑物的抗震設(shè)計(jì)，地震到來時，盡量拖延建筑物倒塌時間，為人們提供充裕的逃生時間，已經(jīng)成為建筑工程建設(shè)重點(diǎn)。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，抗震設(shè)計(jì)的加入，有效保障了建筑工程的穩(wěn)定性，提高了建筑工程的質(zhì)量與壽命。當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時，若建筑工程具有較強(qiáng)的抗震能力，能夠有效保障人們的人身安全與財(cái)產(chǎn)安全。另外，在建筑工程進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時，設(shè)計(jì)人員必須考慮建筑工程的主要用途、所處地理位置等，以此進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，能夠有效保障建筑抗震能力與工程實(shí)際情況相符。

2、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要遵循的基本原則

我國因?yàn)閲撩娣e廣，很多地震頻繁出現(xiàn)的區(qū)域都包括在內(nèi)，這些區(qū)域經(jīng)常出現(xiàn)地震，嚴(yán)重威脅人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。地震發(fā)生中的建筑物倒塌是導(dǎo)致災(zāi)害的關(guān)鍵原因，特別是樓層較高及抗震能力不強(qiáng)的建筑物，其一旦倒塌直接影響人們的經(jīng)濟(jì)損失和生命安全。目前，在我國建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中為了確保建筑物具有較強(qiáng)的抗震力，使老百姓的生命財(cái)產(chǎn)安全得到保護(hù)，必須要認(rèn)真遵循以下幾個方面的基本原則：第一，就建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來說，因?yàn)槠湓O(shè)計(jì)具有較強(qiáng)的復(fù)雜性和繁瑣性，在設(shè)計(jì)中必須要根據(jù)建筑物的具體特征選擇適合的計(jì)算方式，比如：動力分析法等等。第二，設(shè)計(jì)中的彈性。其是為了確保整體建筑物內(nèi)力位移對建筑物所產(chǎn)生的影響，利用有效的計(jì)算方式可以正確計(jì)算建筑物在地震發(fā)生中的實(shí)際內(nèi)力位移情況，并且利用計(jì)算著重分析有關(guān)位置。第三，就連體建筑的設(shè)計(jì)來說，各種類型建筑之間的連接往往都直接影響建筑物的總體抗震力，而連體建筑的振型數(shù)目通常在超過單體的8倍。因此，在連體建筑設(shè)計(jì)過程中，必須要確保建筑物的質(zhì)量吸收超過85%，只有這樣才可以確保建筑物整體抗震力得到大幅度的提高。

3、建筑抗震設(shè)計(jì)工作的具體措施

3.1 依據(jù)抗震標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范建筑高度和寬度

建筑結(jié)構(gòu)的高度與寬度與建筑的穩(wěn)定性具有直接的聯(lián)系，高度與寬度比例失衡就可能會為建筑埋下一定的安全隱患。對于抗震建筑的設(shè)計(jì)對穩(wěn)定性有極高的要求，因此，在設(shè)計(jì)過程中要嚴(yán)格保證建筑的高度與寬度。通常情況下，抗震建筑的設(shè)計(jì)有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，針對不同類型的建筑有著不同的標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中要嚴(yán)格按照相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，對于高度或者寬度設(shè)計(jì)不符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)或者高寬比例失衡，就需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，或者按照相關(guān)補(bǔ)救措施，在建筑特定部位設(shè)計(jì)加固，以保證建筑整體的穩(wěn)定性符合抗震建筑的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。例如通常對于高度與寬度失衡的建筑，如若不能改變其高度與寬度，就需要在其底部設(shè)計(jì)加固，一般增加豎向構(gòu)件進(jìn)行加固，由高品質(zhì)的混凝土進(jìn)行加固。此外，此方面的計(jì)算工作需要依據(jù)相關(guān)部門給定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，以確保相關(guān)數(shù)據(jù)符合標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 依據(jù)抗震標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范平面設(shè)計(jì)

平面規(guī)則與建筑物的穩(wěn)定性也存在一定的聯(lián)系，其是設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中必須考慮的因素之一。通常情況下，抗震建筑的平面是有一定的標(biāo)準(zhǔn)的，比如，凹陷口的深度與寬度，其直接影響建筑的穩(wěn)定性。因此，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中要重點(diǎn)考慮其平面規(guī)則是否符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。對于建筑凹口不符合標(biāo)準(zhǔn)的建筑要進(jìn)行重新設(shè)計(jì)或者采用一定的補(bǔ)救措施，以最大程度地保證建筑的穩(wěn)定性。對于建筑設(shè)計(jì)中的凹口不符合標(biāo)準(zhǔn)的情況，通常通過以下方式進(jìn)行彌補(bǔ)：（1）以材料的選擇彌補(bǔ)設(shè)計(jì)的缺陷。通常選擇剛性材料建設(shè)頂部，當(dāng)然，也可以選擇韌性好的材料建設(shè)凸出的部分的頂部;（2）如若建筑構(gòu)架相對簡單，即可以均采用韌性較好的材料建設(shè)其頂部，這還有利于相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算。

3.3 依據(jù)抗震標(biāo)準(zhǔn)，合理設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)

建筑結(jié)構(gòu)對建筑的穩(wěn)定性具有重要影響，巧妙的結(jié)構(gòu)能夠大大提高建筑整體的穩(wěn)定性?，F(xiàn)如今，已有很多用于抗震的建筑構(gòu)型，其在歷次災(zāi)害中優(yōu)勢顯著。而且，現(xiàn)在的抗震建筑設(shè)計(jì)將建筑機(jī)構(gòu)作為重點(diǎn)，除了巧妙的結(jié)構(gòu)之外，還對結(jié)構(gòu)局部的材料十分重視。而且，如今對抗震建筑性能的評估需要依據(jù)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行。通常情況下，在建筑結(jié)構(gòu)的主體部位主要以強(qiáng)度和韌性較強(qiáng)的材料為主，這大大提升了建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，進(jìn)而提升了建筑的安全性能。此外，許多設(shè)計(jì)人員還會對結(jié)構(gòu)局部進(jìn)行加固，為其安全又筑一道屏障。例如，建筑整體建構(gòu)設(shè)計(jì)完成后，對其進(jìn)行分析，深入探究，或者利用模型進(jìn)行測試，找到其薄弱環(huán)節(jié)，在此部位進(jìn)行局部加固，從而增強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的整體性能，為建筑穩(wěn)定性提供重要保障。

3.4 依據(jù)抗震標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)設(shè)計(jì)布局

建筑布局也是抗震設(shè)計(jì)中重要的一環(huán)，巧妙合理的布局能夠提升其抗震效果。通過對地震能量的變化分析，采用巧妙的布局避免能量局部累積，降低地震對建筑的破壞程度。通常情況下，選擇以位移為基點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，其能夠有效避免地震時能量的累積現(xiàn)象，使得地震時能量均勻分散，間接提升建筑的抗震性能。

結(jié)語

當(dāng)前建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)工作中還存在著一定的不足，無法滿足建筑工程關(guān)于抗震性的需求，需要積極采用科學(xué)合理的方式，強(qiáng)化抗震設(shè)計(jì)的有效性。具體開展建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)工作的過程中，不僅需要細(xì)致分析和選擇建筑場地，設(shè)置科學(xué)合理抗震等級，同時還要優(yōu)選安全性能較高的建筑結(jié)構(gòu)形式，并制定建筑工程抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。

參考文獻(xiàn)

[1]魏璉，王森.中國建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法發(fā)展及若干問題分析[J].建筑結(jié)構(gòu)，2017，47（01）：1-9.

[2]葉列平，繆志偉，程光煜，馬千里，陸新征.建筑結(jié)構(gòu)基于能量抗震設(shè)計(jì)方法研究[J].工程力學(xué)，2014，31（06）：1-12+20.

[3]王亞勇，戴國瑩.《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的發(fā)展沿革和最新修訂[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報，2010，31（06）：7-16.

[4]徐培福，戴國瑩.超限高層建筑結(jié)構(gòu)基于性能抗震設(shè)計(jì)的研究[J].土木工程學(xué)報，2005（01）：1-10.