建筑結(jié)構(gòu)工程抗震設(shè)計的作用及措施

湯星 呂云亮

摘要：工程建設(shè)的過程中，不僅僅需要注意抗震理念的運(yùn)用，同時也需要注意抗震設(shè)計與房屋建筑自身設(shè)計之間的關(guān)系，從而提升整體效果。合理且科學(xué)地運(yùn)用不僅僅能夠提升工程質(zhì)量，同時也能夠保證人身安全，運(yùn)用的過程中主要包括高度、承重量、整體布局、功能設(shè)計等等。想要強(qiáng)化抗震性能，就需要在諸多施工變量當(dāng)中進(jìn)行分析與計算，一方面優(yōu)化居住環(huán)境，一方面提升抗震性能。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu);抗震設(shè)計;措施

1探析建筑工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的重要意義

地震具有極強(qiáng)的破壞性、危害性以及隨機(jī)性，我國位于世界兩大地震帶—環(huán)太平洋地震帶與歐亞地震帶的交會部位，地震頻繁。如果建筑工程不具有抗震性或是抗震性能過低，均會對人們的生命和財產(chǎn)安全造成極大的傷害和損失。因此，國家也出臺了相關(guān)抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，并要求嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求去執(zhí)行。現(xiàn)如今，我國在建筑設(shè)計方面以結(jié)構(gòu)抗震性作為重點(diǎn)展開了研究，同時也取得了一些成績。隨著現(xiàn)今建筑工程抗震設(shè)計及技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，使地震危害得到了有效降低，同時也更好地保障了人們的生命和財產(chǎn)安全。就目前來看，國家對于地震規(guī)律性方面的認(rèn)識還不夠深入，還需進(jìn)一步深入地對建筑工程結(jié)構(gòu)抗震性進(jìn)行研究和探索，與此同時，各地區(qū)還應(yīng)當(dāng)制定與之相適應(yīng)的抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。如今，人們對于建筑工程結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計方面的要求也越來越高，如何提升建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能成為一大難題。因此，這就需要不斷深入地研究抗震技術(shù)及其設(shè)計，盡可能確保人們?nèi)粘Ｉ罴捌焚|(zhì)，不斷提升建筑的抗震能力。

2建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震設(shè)計所需遵循的原則

2.1彈性適中原則

建筑彈性適中可以有效確保整體建筑質(zhì)量，如若建筑結(jié)構(gòu)彈性較低且存在較大剛度，那么一旦遭受強(qiáng)勁的外界沖擊，那么極易超負(fù)荷而出現(xiàn)突然倒塌的情況。反之，如若建筑結(jié)構(gòu)存在較大彈性，例如建筑長時間遭受外力影響，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)便可能會出現(xiàn)細(xì)微傾斜，久而久之便會使得整體建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生變形，威脅建筑的使用安全。所以只有確保建筑結(jié)構(gòu)彈性適中，方可確保其穩(wěn)定性良好在受到外力侵襲的情況下才不會受到影響。

2.2建筑整體性原則

在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時，整體性設(shè)計對建筑的質(zhì)量也有著較大影響，建筑結(jié)構(gòu)完整那么其在遭受外力重力的情況下，其能夠利用內(nèi)部結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)性來分散外力，讓外力由大變小，從有到無。所以在實(shí)際設(shè)計過程中設(shè)計人員需要運(yùn)用專業(yè)知識來分析建筑受力情況，讓整體建筑結(jié)構(gòu)良好，提高其外力抵抗能力。

2.3多重防線原則

墻體厚度直接關(guān)系到整體建筑的質(zhì)量情況，墻體質(zhì)量良好則能夠有效抵御外界的沖擊，例如突發(fā)的地震災(zāi)害，建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)固者就能夠完整地保存下來，墻體厚實(shí)者則能夠抵擋風(fēng)雨的侵襲。但是建筑結(jié)構(gòu)單一則無法有效抵御外界災(zāi)害的破壞，所以設(shè)計人員運(yùn)用構(gòu)架剪力墻與多肢墻便是遵循了多重放線的原則，提高建筑的抗破壞能力。

3加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)工程抗震設(shè)計的措施

3.1規(guī)范建筑形體及構(gòu)件的布置規(guī)則

主要類型有：扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、凹凸不規(guī)則、樓板局部不連續(xù)，具體可以體現(xiàn)到對結(jié)構(gòu)分析軟件的計算結(jié)果的分析判斷，如扭轉(zhuǎn)不規(guī)則，體現(xiàn)在：位移比不宜大于1.2且不應(yīng)大于1.5，周期比對于A級高度建筑不應(yīng)大于0.90豎向剛度不規(guī)則的主要類型有：側(cè)向剛度不規(guī)則、抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)、樓層承載力突變等。如設(shè)計結(jié)果不滿足，設(shè)計人員應(yīng)對模型重新進(jìn)行分析，調(diào)整梁柱布置及截面，盡量做到結(jié)構(gòu)規(guī)則。

3.2隔震措施，設(shè)置多道抗震防線

在對建筑結(jié)構(gòu)抗震的設(shè)計中，應(yīng)考慮多設(shè)置幾道抗震防線。假如建筑物設(shè)置應(yīng)用了多重抗震防線，在強(qiáng)烈的地震當(dāng)中，第一道抗震防線產(chǎn)生破壞之后，第二道、第三道、和第四道等抗震防線應(yīng)立即接替，繼續(xù)對在發(fā)生的地震沖擊力進(jìn)行抵擋，這樣可以最大程度保證建筑物的穩(wěn)定和安全，避免出現(xiàn)建筑物坍塌的情況。在利用純框架結(jié)構(gòu)時，應(yīng)首選“強(qiáng)柱弱梁”型結(jié)構(gòu)，梁充當(dāng)?shù)谝坏婪谰€，柱充當(dāng)?shù)诙婪谰€。雙重抗側(cè)力體系在抗御地震時，具有兩道防線，一道是框架，一道是支撐或墻體。

3.3加強(qiáng)軸壓比和短柱的合理設(shè)計

抗震設(shè)計需要減小柱的軸壓比，增大柱的截面尺寸。減小柱軸壓比的主要目的是為了使柱子處于大偏心受壓狀態(tài)，避免縱向受力鋼筋未達(dá)到受拉屈服而混凝土卻被壓碎的情況發(fā)生。由于柱的剛性強(qiáng)度比較高，使得整體結(jié)構(gòu)的延性就差，當(dāng)發(fā)生地震災(zāi)害時，結(jié)構(gòu)吸收地震能量和耗散能量就少，使得結(jié)構(gòu)很容易發(fā)生破壞。所以在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計時，通常采用強(qiáng)柱弱梁設(shè)計方法，且梁具有很好的延性，可以發(fā)生適量的變形，就會減少柱子進(jìn)入屈服強(qiáng)度的可能性，且在設(shè)計時可以適當(dāng)增大軸壓比。此外，許多高層建筑底層的柱子長細(xì)比小于4，但不能依據(jù)長細(xì)比小于4則判斷是短柱。因?yàn)槎讨拇_定因素是柱的剪跨比，只有柱的剪跨比小于等于2才是短柱。

3.4科學(xué)選擇結(jié)構(gòu)體系

為了保證建筑物的整體協(xié)調(diào)，需要科學(xué)選擇結(jié)構(gòu)體系。通常建筑結(jié)構(gòu)工程抗震概念設(shè)計，需要讓建筑結(jié)構(gòu)體系同時滿足這兩大條件：①穩(wěn)定;②合適。對于科學(xué)合理的建筑結(jié)構(gòu)工程體系而言啟不僅可以有效滿足變形的要求，同時還可以有效抵抗沖擊力的要求。建筑物要具備一定的剛度這樣才能對自身的荷載起到一定的承受作用從而有效避免變形的出現(xiàn)此外在發(fā)生地震時才有可能對巨大的地震力起到有效緩沖作用而達(dá)到有效避免局部受損的良好效果。因此在選擇建筑物結(jié)構(gòu)體系時，既要注意建筑物傳力途徑的明確性，同時又要注意受力計算的明確性盡可能在建筑結(jié)構(gòu)工程體系中不使用轉(zhuǎn)換層這樣在發(fā)生地震時可以有效避免建筑物傾斜或局部受損等現(xiàn)象的出現(xiàn)。

4常用抗震分析方法

在抗震理論深入化發(fā)展的今天，各類抗震分析方法可以說是層出不窮，并且在各個設(shè)計領(lǐng)域中相繼呈現(xiàn)出來。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程當(dāng)中，需明確內(nèi)力組合與截面設(shè)計中地震的作用值。在抗震研究方面對結(jié)構(gòu)抗震性能做出系統(tǒng)性的分析是非常重要的一方面內(nèi)容。其中，非線性時程分析與非線性靜力分析是當(dāng)前運(yùn)用最為廣泛的兩種抗震分析方式，其基本原理是首先通過某種方式獲得結(jié)構(gòu)在有可能遭受地震作用的影響下與其相對應(yīng)的目標(biāo)位移，在此基礎(chǔ)上對建筑結(jié)構(gòu)增加豎向的荷載，與此同時把表征地震作用的水平靜力荷載通過單調(diào)增加的方式作用在建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中，從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)位移的過程中荷載增長逐漸終止的目的，最后在荷載停止的狀態(tài)下對建筑結(jié)構(gòu)開展抗震性能的客觀性評估，對其在水平地震作用下建筑結(jié)構(gòu)的各方面功能進(jìn)行客觀性的判斷，確保其能夠更好地達(dá)到實(shí)際的使用需求。從現(xiàn)代抗震設(shè)計思路的提出直到發(fā)展到現(xiàn)在，世界各個地區(qū)在抗震學(xué)術(shù)領(lǐng)域、工程領(lǐng)域方面相繼獲得了顯著性的成就，譬如：開展大量鋼筋混凝土構(gòu)件抗震性能試驗(yàn)、在先進(jìn)計算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上編制出精準(zhǔn)的非線性動力反應(yīng)程序、研發(fā)出新的抗震設(shè)計方法，對于抗震性能與位移的抗震設(shè)計理念進(jìn)行著不斷地新嘗試，在目前良好的氛圍當(dāng)中，建筑結(jié)構(gòu)工程抗震設(shè)計思路趨于完善化，獲得了突飛猛進(jìn)地發(fā)展。

5結(jié)語

現(xiàn)在生態(tài)平衡遭到了嚴(yán)重破壞，地質(zhì)活動也越來越頻繁。地震發(fā)生的頻率比以前增加了。我們在進(jìn)行建筑工程設(shè)計的時候，一定要做好抗震的設(shè)計，保護(hù)人們的生命財產(chǎn)。

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