關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)若干問(wèn)題的討論

徐國(guó)濤

摘? ? 要：隨著高層建筑工程數(shù)量越來(lái)越多，國(guó)家對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震性能也提出了更高要求。這就需要結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況做好抗震方案設(shè)計(jì)工作，提高建筑工程的抗震性能，保證居民安全，降低地震災(zāi)害造成的生命財(cái)產(chǎn)損失。

關(guān)鍵詞：建筑工程;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);抗震設(shè)計(jì)

1? 建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震設(shè)計(jì)的重要性

建筑工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不僅對(duì)其整體的美觀度和穩(wěn)定性有一定的影響，通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)還能對(duì)建筑物的安全度進(jìn)行加強(qiáng)。隨著生活水平的不斷提高，人們對(duì)建筑物的質(zhì)量和安全也有了更高的要求。城市中，大多數(shù)建筑物是人們生活和工作的場(chǎng)所，因此建筑質(zhì)量的高低好壞直接影響到人們的財(cái)產(chǎn)和生命安全，尤其在地震多發(fā)的地帶，合理的利用建筑工程的空間構(gòu)造可以在很大程度上減少地震災(zāi)害對(duì)建筑物的破壞，提高居民的安全系數(shù)，降低災(zāi)害破壞程度。另外，雖然我國(guó)地震發(fā)生頻率較低，但是多數(shù)的地震的可預(yù)測(cè)性較小，因此在建造房屋時(shí)就應(yīng)該考慮到對(duì)地震災(zāi)害的抵抗能力。綜上所述，建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，抗震性的設(shè)計(jì)具有極大的必要性。

2? 建筑工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的基本原則

2.1? 設(shè)計(jì)多元化抗震措施

在進(jìn)行建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員在對(duì)建筑物進(jìn)行基礎(chǔ)的抗震設(shè)計(jì)之外，還應(yīng)該綜合考慮環(huán)境、發(fā)展情況等多方面原因?qū)ㄖ镞M(jìn)行更加科學(xué)合理有計(jì)劃性的多元抗震設(shè)計(jì)措施。使建筑物在地震災(zāi)害中對(duì)地震具有多重防震能力。舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子，在對(duì)建筑物頂端進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，可以采用“混合隔震”和“基底滑移隔震”的抗震技術(shù)方法。另外，可以在建筑物具有基礎(chǔ)防震能力的基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步抗震技術(shù)設(shè)計(jì)加強(qiáng)建筑防震效果提升建筑物整體的抗震性。因此，在設(shè)計(jì)中采用多元化抗震設(shè)計(jì)的措施，是實(shí)現(xiàn)建筑物高?？拐鹦阅艿闹匾侄沃?。

2.2? 確保建筑結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的功能性

在進(jìn)行建筑工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的時(shí)候，要注意建筑物各個(gè)結(jié)構(gòu)是否具有較強(qiáng)的功能性，保證建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)建具有較好的承重性和穩(wěn)定性。另外在對(duì)建筑工程結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)中，要滿足建筑結(jié)構(gòu)的基本原則，例如強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱連接的原則。在具體施工操作中，要采取一定的技術(shù)提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。

3? 建筑工程抗震設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問(wèn)題以及實(shí)施要點(diǎn)

3.1? 抗震場(chǎng)地選擇

在相同的設(shè)計(jì)條件下，場(chǎng)地的地質(zhì)條件對(duì)建筑抗震性能有著極大的影響，并且受到地震破壞程度差異明顯，所以做好抗震場(chǎng)地選擇工作十分重要。在選擇抗震場(chǎng)地時(shí)，盡可能避免地質(zhì)較差的場(chǎng)地，降低地震帶來(lái)的災(zāi)害。通常情況下，微風(fēng)化與中等風(fēng)化基巖、密實(shí)砂土層、含水量低的黏土都是較為有利的建設(shè)場(chǎng)地，而軟土、液化土、濕陷性黃土都是不利場(chǎng)地，需要正確辨別場(chǎng)地的影響因素。如果工程建設(shè)區(qū)域地質(zhì)不理想，則需要結(jié)合土質(zhì)采取加強(qiáng)措施，同時(shí)要對(duì)可能出現(xiàn)的不利條件進(jìn)行估算，并采取預(yù)先防護(hù)措施進(jìn)行加固處理。如果發(fā)生地震時(shí)可能出現(xiàn)斷裂的場(chǎng)地，需要重點(diǎn)加強(qiáng)地基，確?；A(chǔ)工程的安全。

3.2? 建筑結(jié)構(gòu)抗震體系

合理選擇建筑結(jié)構(gòu)抗震體系是保障抗震設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要因素，建筑體系是否合理直接決定了建筑工程的經(jīng)濟(jì)性、安全性。在建筑結(jié)構(gòu)抗震體系設(shè)計(jì)當(dāng)中，需要重點(diǎn)從以下三點(diǎn)入手：

（1）確保建筑結(jié)構(gòu)體系合理性，需要避免部分結(jié)構(gòu)遭到破壞對(duì)整個(gè)工程的影響，同時(shí)也包括部分構(gòu)件遭到破壞造成整體結(jié)構(gòu)癱瘓。所以在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中需要保留一定的冗余度，并具備較好的變形能力。如果發(fā)生了地震災(zāi)害，即使局部出現(xiàn)了嚴(yán)重?fù)p毀，其余部位也要能夠承擔(dān)橫向、縱向荷載，提高建筑結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)固性。

（2）確保建筑結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計(jì)的清晰性，明確設(shè)計(jì)當(dāng)中地震力的傳遞路徑，在對(duì)豎向建筑構(gòu)件進(jìn)行布置當(dāng)中，要保證重力荷載均勻，并對(duì)樓屋蓋梁體系設(shè)計(jì)當(dāng)中，垂直重力荷載需要以最短路徑向豎向構(gòu)件傳遞。保證建筑整體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的剪力墻、支撐系統(tǒng)、框架等相互聯(lián)系，結(jié)構(gòu)體系受力明確。

（3）確保建筑結(jié)構(gòu)體系的剛度、強(qiáng)度滿足要求，避免因?yàn)榫植縿偠?、?qiáng)度產(chǎn)生變化而影響整個(gè)結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)框架結(jié)構(gòu)過(guò)程中，需要重點(diǎn)考慮節(jié)點(diǎn)問(wèn)題，避免節(jié)點(diǎn)被破壞，對(duì)于抗震性能較為薄弱的部位要采用更加合適的防護(hù)、加固措施，這樣即可提高抗震性能。

3.3? 建筑結(jié)構(gòu)平面布置的規(guī)則與對(duì)稱性

根據(jù)抗震理念，對(duì)建筑立面、平面設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)確保建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性。對(duì)于不規(guī)則建筑工程通常都是采用空間結(jié)構(gòu)計(jì)算模型;對(duì)于工程結(jié)構(gòu)中較為薄弱的環(huán)節(jié)，需要提高內(nèi)力系數(shù)，結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)彈塑性變形進(jìn)行分析，薄弱部位需要采用針對(duì)性抗震設(shè)計(jì)。對(duì)稱性同樣是抗震設(shè)計(jì)中的重要一環(huán)，需要建筑結(jié)構(gòu)對(duì)稱、質(zhì)量分布對(duì)稱、剛度對(duì)稱。通常最理想的方案是“三心重合”，三心即平面形心、質(zhì)量中心、剛度中心。結(jié)構(gòu)對(duì)稱也就是抗側(cè)力主體結(jié)構(gòu)對(duì)稱，該種對(duì)稱較為容易實(shí)現(xiàn)，主要保證主體結(jié)構(gòu)沿著主軸方向進(jìn)行剛度、強(qiáng)度設(shè)計(jì)，變形特征差異不大;保證沿抗側(cè)力主體結(jié)構(gòu)當(dāng)中的主軸線強(qiáng)度、剛度分布均勻;結(jié)構(gòu)整體具備一定的協(xié)調(diào)能力，確保剛度、強(qiáng)度能夠滿足扭矩性能，這樣即可在發(fā)生地震災(zāi)害時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)不會(huì)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)變形，避免主體結(jié)構(gòu)、構(gòu)件遭到破壞。

4? 提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的措施

4.1? 合理布局地震外力能量傳遞吸收

外力傳遞吸收是保證建筑結(jié)構(gòu)抗震能力的前提條件，采用合理的布局方案，可以確保支柱、梁、墻軸線處于同一平面，這樣可讓構(gòu)件雙向抗側(cè)力體系更加合理。采用此布局方案，如果發(fā)生了地震，即使對(duì)柱、墻、梁的彎剪破壞，其塑性屈服也會(huì)發(fā)生在底部。再者，連梁塑性屈服要控制在連梁位置，同時(shí)還具備一定的變形能力。該種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，在地震時(shí)會(huì)充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)抗震作用，結(jié)合“墻強(qiáng)梁弱”的理念，可以提高墻肢承載力，確保結(jié)構(gòu)抗震性能。

4.2? 抗震構(gòu)造措施

結(jié)合抗震等級(jí)對(duì)工程進(jìn)行抗震構(gòu)造措施（包括梁、柱、墻）的加強(qiáng)，這樣可以在發(fā)生地震時(shí)候，梁、柱、墻都達(dá)到要求抗震標(biāo)準(zhǔn)。建筑工程多數(shù)都是采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，如果鋼筋的承載力、延性較好，則結(jié)構(gòu)抗震性能也更強(qiáng)。所以，為了確保鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)承載力、延性，需要在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中按照“強(qiáng)剪弱彎”、“強(qiáng)柱弱梁”、“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱（桿）件”原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，嚴(yán)格控制柱截面尺寸，保證柱的軸壓比滿足實(shí)際要求，嚴(yán)格按照構(gòu)造配筋要求，從而不斷加強(qiáng)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造，提高節(jié)點(diǎn)的抗震性和牢固性。

4.3? 設(shè)置多道抗震防線

提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，需要設(shè)置多道抗震防線。在整個(gè)建筑工程抗震體系當(dāng)中，如果發(fā)生了地震問(wèn)題，會(huì)在地震作用下部分延性較好的構(gòu)件率先出現(xiàn)塑性屈服，也就是可以承擔(dān)起第一道抗震防線作用。之后，其他構(gòu)件同樣也會(huì)起到抗震防護(hù)作用，在第一道防線出現(xiàn)了塑性屈服之后，之后的抗震防線會(huì)逐次屈服。該方法可以形成多道抗震防線，產(chǎn)生第一道、第二道……第N道抗震防線，如果第一道防線塑性屈服達(dá)到了極限時(shí)，則第二道防線即可發(fā)揮作用。該結(jié)構(gòu)在保護(hù)建筑結(jié)構(gòu)安全中有著重要意義。

5? 結(jié)束語(yǔ)

地震具備的破壞性質(zhì)能夠嚴(yán)重影響到人們的人身財(cái)產(chǎn)安全，近年來(lái)，我們國(guó)家經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)地震等自然災(zāi)害，給廣大人民的安全形成了嚴(yán)重的威脅，所以將抗震設(shè)計(jì)融入到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中已經(jīng)逐漸受到了整個(gè)社會(huì)的普遍關(guān)注。

參考文獻(xiàn)：

[1] 謝天祥.建筑結(jié)構(gòu)工程抗震設(shè)計(jì)分析[J].居舍，2017（36）：68.

[2] 王友三.建筑結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[J].價(jià)值工程，2017（35）：86～87.