論智能建筑和抗震的發展趨勢

前言

當今社會科技的迅速發展無形中帶動建筑行業的發展，從而驅動智能建筑的迅速發展，文章根據實踐經驗和對有關資料的總結，對多層及高層鋼筋混凝土房屋的抗震設計問題進行了研究和探討。

20世紀科學技術的飛速發展，導致產業結構的巨大變化。智能建筑的產生為解決這一問題展開了廣闊前景，尤其是其通信及辦公自動化系統，大大提高了辦公效率。

智能建筑的發展趨勢

智能大廈發展史，是一個從監控到管理的發展過程，也是樓宇設備監控的演變史。早期的超高層大樓一般設備非常多，諸如空調系統、給排水系統、變配電系統、保安系統、消防系統、停車場系統等各種專業系統同時共存。操作和控制這些系統，僅靠中央臨近室很難實現。

未來的智能建筑發展將體現如下顯著特征:(1)多學科、多技術相互滲透。如虛擬現實、人工智能、生物電子工程、仿生學、生態學等新技術，使智能建筑有新的功能。(2)多個系統的相互交叉融合。智能大廈的三個系統不久就可以結合一個系統。(3)智能大廈群體化;未來將發展智能化建筑群。進一步實現智能化城市和國家。(4)智能建筑是可持續發展的建筑、其內涵:高功能建筑、綠色建筑、健康建筑、生態建筑。 智能建筑將成為建筑革命的先聲，成為21世紀的重要產業部門，并進而帶動其它行業的發展，乃至成為一個國家科學技術與文化發展水平的重要標志。

地震區建筑結構設防與不設防，震后結果大不一樣。要使工程建設真正達到能夠減輕以至避免地震災害，把握好抗震設計關是減輕地震災害的根本措施。

我國作為發展中國家，人口稠密，建筑物抗震能力低。因此，我國的地震災害可謂全球之最。因此，建筑物的抗震設防問題是我國減輕自然災害、保障國民經濟建設和社會持續發展，特別是保障人民群眾生命安全的一個重要問題。

一、震害多發點

地震作用具有較強的隨機性和復雜性，要求在強烈地震作用下結構仍保持在彈性狀態，不發生破壞是很不實際的;既經濟又安全的抗震設計是允許在強烈地震作用下破壞嚴重，但不倒塌。因此，依靠彈塑性變形消耗地震的能量是抗震設計的特點，提高結構的變形、耗能能力和整體抗震能力，防止高于設防烈度的“大震”不倒是抗震設計要達到的目標。

（一）結構層間屈服強度有明顯的薄弱樓層

鋼筋混凝土框架結構在整體設計上存在較大的不均勻性，使得這些結構存在著層間屈服強度特別薄弱的樓層。在強烈地震作用下，結構的薄弱層率先屈服，彈塑性變形急劇發展，并形成彈塑性變形集中的現象。

（二）柱端與節點的破壞較為突出

框架結構的構件震害一般是梁輕柱重，柱頂重于柱底，尤其是角杜和邊柱易發生破壞。除剪跨比小的短柱易發生柱中剪切破壞外，一般柱是柱端的彎曲破壞，輕者發生水平或斜向斷裂;重者混凝土壓酥，主筋外露、壓屈和箍筋崩脫。當節點核芯區無箍筋約束時，節點與柱端破壞合并加重。當柱側有強度高的砌體填充墻緊密嵌砌時，柱頂剪切破壞嚴重，破壞部位還可能轉移至窗洞上下處，甚至出現短柱的剪切破壞。

（三）砌體填充墻的破壞較為普遍

砌體填充墻剛度大而變形能力差，首先承受地震作用而遭受破壞，在8度和8度以上地震作用下，填充墻的裂縫明顯加重，甚至部分倒塌，震害規律一般是上輕下重，空心砌體墻重于實心砌體墻，砌塊墻重于磚墻。

二、抗震結構設計

較合理的框架地震破壞機制，應該是節點基本不破壞，梁比柱屈服可能早發生、多發生，同一層中各柱兩端的屈服歷程越長越好，底層柱底的塑性鉸宜最晚形成。即:框架的抗震設計應使梁、柱端的塑性鉸出現盡可能分散，充分發揮整個結構的抗震能力。

（一）抗震計算中的延性保證

從用樓層水平地震剪力與層間位移關系來描述樓層破壞的全過程可反映出，在抗震設防的第二、三水準時，框架結構構件已進入彈塑性階段，構件在保持一定承載力條件下主要以彈塑性變形來耗散地震能量，所以框架結構需有足夠的變形能力才不致抗震失效。試驗研究表明，“強節點”、“強柱弱梁’、“強底層柱底”和“強剪弱彎”的框架結構有較大的內力重分布和能量消耗能力，極限層間位移大，抗震性能較好。規范通過構件承載力調整辦法在一定程度上可以體現上述的強弱要求，且考慮了設計者的使用方便，采用地震組合內力的抗震承載力驗算表達式，只是要對地震組合內力的設計值按有關公式進行相應的調整。

綜合大量實驗研究成果，影響不同受力特征節點延性性質的主要綜合因素有:相對作用剪力、相對配筋率、貫穿節點的梁柱縱筋的粘結情況。

（二）構造措施上的延性保證

四川大地震實踐證明，當建筑結構在大地震中要求保持足夠的承載能力來吸收進入塑性階段而產生的巨大能量，因為此時的結構在震中進入到一個塑性階段，容易產生變形。所以，根據這種特點和抗震的要求，多發地震的國家鋼筋混凝土結構抗震設計均要求按延性框架結構進行設計，所以建筑結構的設計必須保證結構局部薄弱區的承載力與剛度，保證了建筑構造的整體性，延性的增加也就提高了變形能力，這樣可以減少地震的破壞性，提高了建筑的抗震能力。

三、結語

鋼筋混凝土框架結構是我國大量存在的建筑結構形式之一，土房屋抗震設計的實踐中，由于設計人員對規范的理解和掌握尺度上，以及因地因人在結構選型、布置以及計算方法上相互差異較多而對設計產生較多的爭議，抗震設計方法值得深入研究。