淺談建筑抗震概念設(shè)計的重要性

摘要：我國位于兩條地震帶上，使得我國成為了世界上地震的高發(fā)區(qū)之一，因此為降低地震對人民生命安全和國家財產(chǎn)經(jīng)濟的損失，加強建筑物的抗震措施就顯得十分必要與迫切。本文將結(jié)合作者多年的工作實踐經(jīng)驗對建筑物的抗震性建設(shè)以及抗震概念設(shè)計進行簡單的論述。

關(guān)鍵詞：建筑工程 抗震概念 重要性

1 關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計的概述

在我國數(shù)學(xué)發(fā)展的歷史長河中，結(jié)構(gòu)計算理論經(jīng)歷了不斷成熟發(fā)展的階段，促進了我國結(jié)構(gòu)計算的科學(xué)性、實用性和精確性的發(fā)展態(tài)勢。在我國現(xiàn)階段的建筑結(jié)構(gòu)測算中普遍采用的《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB50068-2001）則采用以概率理論為基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)設(shè)計準(zhǔn)則，促使建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計得以符合技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、安全適用的原則。但是這種建筑結(jié)構(gòu)測算也僅僅只是一種近似的算法，因為建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計是以空間來計算的，各種結(jié)構(gòu)之間是相互聯(lián)系的，是一個綜合復(fù)雜的整體，僅憑極限狀態(tài)設(shè)計是很難估算建筑物的真正承載力。

此外，地震是地殼活動的結(jié)果，具有隨機性、破壞性和復(fù)雜性，因此目前很難對此做到精確的預(yù)測。同時，建筑物本身是一個龐大復(fù)雜的整體系統(tǒng)，其本身受到多種不確定因素的影響，在地震的作用下使得建筑物本身的破壞過程顯得非常的復(fù)雜。所以，要想對建筑物受到地震破壞的特性和參數(shù)進行準(zhǔn)確的預(yù)測合計算，就不能單純的靠計算來解決，而是要隨著情況的不斷變化，不斷調(diào)整工程抗震的系數(shù)和相關(guān)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，要從抗震基本概念中不斷提取一些抗震的基本原理以及相關(guān)的經(jīng)驗總結(jié)。在總結(jié)建筑結(jié)構(gòu)總體地震反應(yīng)時要從概念設(shè)計的角度出發(fā)，根據(jù)結(jié)構(gòu)破壞的不同過程，對抗震設(shè)計的原則要進行靈活的運用。

既注意對總體布置上的大原則進行全面合理地解決結(jié)構(gòu)設(shè)計中的基本問題，又可以考慮到各個相關(guān)的細節(jié)，從而在根本上提高結(jié)構(gòu)的抗震能力。

概念設(shè)計、抗震計算和構(gòu)造措施是建筑領(lǐng)域所公認的建筑抗震設(shè)計的三個主要方面，三者相輔相成，不可分割，缺少其中的任何一點都會使得建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計不能有效進行。在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中最重要的就是對抗震概念的設(shè)計，一般來說抗震概念的設(shè)計是根據(jù)經(jīng)驗形成的一種基本的設(shè)計原則和思想，根據(jù)這一原則對建筑結(jié)構(gòu)進行總體設(shè)計，為建筑抗震設(shè)計提供定量、定質(zhì)手段和方法的被稱為抗震計算；構(gòu)造措施具體是指在建筑的抗震設(shè)計時可以保證局部薄弱環(huán)節(jié)的整體性，也可以保證抗震計算結(jié)果的有效實用。

2 抗震概念設(shè)計的相關(guān)內(nèi)容與要求

注意場地選擇和地基基礎(chǔ)設(shè)計，選擇合理抗震結(jié)構(gòu)體系，合理利用結(jié)構(gòu)延性，確保材料和施工質(zhì)量，把握建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性，重視非結(jié)構(gòu)因素等以上六個方面構(gòu)成了建筑抗震概念設(shè)計一般所包括主要內(nèi)容，下面我們就對此進行逐一的分析：

2.1 場地、地基和基礎(chǔ)

在選擇相關(guān)的建筑場地時，要對當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況以及地震活動情況的有關(guān)資料進行詳細的搜集工作，從而可以從中甄別出有利的建筑地段，從而避開對危險地段的施工建設(shè)，將環(huán)境本身的隱患降低到最小。對各類地段詳細的劃分可以參閱表1

地基和基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)符合下列要求：①對于不同性質(zhì)的地基建筑結(jié)構(gòu)層的設(shè)計以及單元結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計都要不同②同一結(jié)構(gòu)單元不宜部分應(yīng)采用相同的質(zhì)地的地基，或全部采用天然地基或全部采用樁基；③充分考慮到軟弱粘性土、液化土、新近填土或嚴(yán)重不均勻土等在地震時對地基產(chǎn)生的不利影響，對各種因素要進行綜合考慮，并采取相關(guān)的措施。

2.2 建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性設(shè)計

建筑物結(jié)構(gòu)如果設(shè)計不規(guī)則，在地震發(fā)生時很容易造成巨大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，或者形成抗震的薄弱層。所以，在對建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，應(yīng)該考慮到各方面的因素避免嚴(yán)重扭轉(zhuǎn)振動的發(fā)生。此外，還要對建筑物進行整體上的設(shè)計，保證建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則對稱。豎向抗側(cè)力構(gòu)件的截面尺寸和材料強度宜自下而上逐漸減小，避免側(cè)力結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度和承載力突變面形成薄弱層。建筑結(jié)構(gòu)的不規(guī)則類型可分為平面不規(guī)則和豎向不規(guī)則（表2、表3）。

當(dāng)采用不規(guī)則建筑結(jié)構(gòu)時，應(yīng)嚴(yán)格按照建筑抗震設(shè)計規(guī)范的要求，進行水平地震作用計算和內(nèi)力調(diào)整，并應(yīng)對薄弱部位采取有效的抗震構(gòu)造措施。對于地形復(fù)雜、平立面特別不規(guī)則的建筑構(gòu)造時，在設(shè)縫后形成的結(jié)構(gòu)單元的自震周期避開場地圖的卓越周期的前提下，應(yīng)該使其在各相關(guān)不為形成多個較規(guī)則的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)單元，具體措施可按照具體需要在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置防震縫等。

2.3 抗震結(jié)構(gòu)體系

在進行抗震設(shè)計時，要對抗震機構(gòu)的關(guān)鍵性問題進行充分的考慮，例如，恰當(dāng)合理的選擇結(jié)構(gòu)方案，充分保證建筑的安全性和經(jīng)濟性。在充分考慮各種綜合因素后，結(jié)合建筑本身的結(jié)構(gòu)特點綜合考慮對比后確定建筑的抗震機構(gòu)體系。

2.3.1 在選擇建筑抗震結(jié)構(gòu)體系時，應(yīng)注意符合下列各項要求：①應(yīng)具有明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑；②為避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承載能力，在建筑設(shè)計時有多道抗震放線；③應(yīng)具備必要的抗震承載力、良好的變形能力和消耗地震能量的能力，從而提高建筑的承載系數(shù)；④采取合理的剛度和承載力分布，避免因局部消弱或突變形成薄弱部位，產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中或塑性變形集中；⑤采取措施提高抗震能力減少對可能出現(xiàn)的薄弱部位。

2.3.2 對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計應(yīng)符合下列要求：①砌體結(jié)構(gòu)應(yīng)按規(guī)定設(shè)置鋼筋混凝土圈梁和構(gòu)造柱等，強化砌體的承載力度；②為避免剪切破壞先于彎曲破壞、混凝土的壓潰限于鋼筋的屈服、鋼筋的錨固粘結(jié)破壞限于構(gòu)件破壞、局部失穩(wěn)或整個構(gòu)件失穩(wěn)等，應(yīng)嚴(yán)格設(shè)計、選擇混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸和成分構(gòu)成；③非預(yù)應(yīng)力鋼筋應(yīng)保證預(yù)應(yīng)力混凝土的抗側(cè)力構(gòu)件的充足性和實用性。

2.3.3 結(jié)構(gòu)各構(gòu)件之間應(yīng)可靠連接，保證結(jié)構(gòu)的整體性，應(yīng)符合下列要求：①構(gòu)件節(jié)點的破壞應(yīng)控制在其連接的構(gòu)件破壞之后；②預(yù)埋件的錨固破壞應(yīng)該在于連接件破壞之后；③嚴(yán)格保證裝配式結(jié)構(gòu)構(gòu)件的鏈接的結(jié)構(gòu)整體性、一體性；④預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力鋼筋控制在節(jié)點核心區(qū)以外錨固；⑤各種抗震支撐系統(tǒng)應(yīng)能保證地震時結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。

作為地震的多發(fā)國家之一，我國建筑工作者都應(yīng)對在建筑工程的設(shè)計施工中有效的進行抗震概念的設(shè)計，以保障我國人民生命安全和避免重大的財產(chǎn)經(jīng)濟損失事情的發(fā)生。良好的抗震概念設(shè)計是保證建筑工程質(zhì)量性、抗震性、安全性的一項重要手段，因此在實際的建筑工程的設(shè)計師工中應(yīng)將此項措施有效的落實到實處，使其發(fā)揮出其最大程度上的效益。

參考文獻：

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