探析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震設(shè)計(jì)

摘要：建筑行業(yè)關(guān)系到我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)穩(wěn)定，關(guān)系到國(guó)民的生命財(cái)產(chǎn)安全，加強(qiáng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的防震設(shè)計(jì)，提高抗震能力，是促進(jìn)社會(huì)和諧穩(wěn)定的客觀要求。因此實(shí)施科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方法，選擇科學(xué)的抗震措施，重視抗震關(guān)鍵要點(diǎn)，具有重大的社會(huì)意義。

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

1.我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀

建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要充分考慮建筑的抗震能力，這關(guān)乎人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。我國(guó)位于環(huán)太平洋地震帶以及地中海—喜馬拉雅地震帶上，因此我國(guó)是一個(gè)地震多發(fā)的國(guó)家之一。但是，從目前我國(guó)建筑的抗震能力來(lái)看，還存在著許多的問(wèn)題。一直以來(lái)我國(guó)在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)都遵循著小震級(jí)的地震可以抵抗，大地震能夠修復(fù)的原則，雖然這樣的設(shè)計(jì)理念在建筑物的抗震方面取得了一定的成效，可是，在面臨大的地震時(shí)還是存在不足。尤其是一些設(shè)計(jì)人員的僥幸心理，在設(shè)計(jì)時(shí)缺少靈活的應(yīng)變，一味的照抄照搬，使數(shù)據(jù)最終產(chǎn)生錯(cuò)誤。不僅如此，在進(jìn)行建筑施工時(shí)，一些建筑承包公司為了節(jié)省建筑開(kāi)支，從而偷工減料，降低了建筑物的抗震能力，有的甚至是私自改變施工的設(shè)計(jì)方案，最后在導(dǎo)致建筑物抗震結(jié)構(gòu)的改變。而施工人員不夠?qū)I(yè)也會(huì)影響整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，施工人員在進(jìn)行施工時(shí)，為了方便或者自身的不注意，對(duì)鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)的施工沒(méi)有做到設(shè)計(jì)的相關(guān)要求，最終影響了整個(gè)工程的施工質(zhì)量。

2.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法要點(diǎn)

2.1建筑抗震場(chǎng)地的選擇

（1）房屋平面布置應(yīng)當(dāng)規(guī)則，在結(jié)構(gòu)上應(yīng)當(dāng)力求對(duì)稱(chēng)。如果房屋在建筑過(guò)程中，其外形不規(guī)則，或者是不對(duì)稱(chēng)，帶有凹凸變化尺度，或者是形心質(zhì)心偏大，在同一個(gè)結(jié)構(gòu)的單元內(nèi)部，結(jié)構(gòu)的平面形狀以及剛度不均勻或是不對(duì)稱(chēng)的情況下，平面的長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)等現(xiàn)象，對(duì)于抗震性能均不利。

（2）強(qiáng)度以及剛度都要?jiǎng)蚍Q(chēng)。在多層的建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中，應(yīng)該使各個(gè)層面之間的強(qiáng)度和具備的剛度都要?jiǎng)蚍Q(chēng)，無(wú)論哪一層，如果存在薄弱的一個(gè)樓層，那么這一處，就會(huì)在地震力的強(qiáng)大作用下導(dǎo)致變形或成為變形集中區(qū)，從而使得建筑物最初開(kāi)始從此部位發(fā)生嚴(yán)重的變形導(dǎo)致破壞，最后甚至波及到整個(gè)建筑的整體遭到嚴(yán)重破壞。

（3）結(jié)構(gòu)的超靜定次數(shù)多。靜定結(jié)構(gòu)的桿件，其受力系統(tǒng)和傳力路線單一，其中一根桿件遭到破壞，就會(huì)波及整個(gè)結(jié)構(gòu)體系由此而導(dǎo)致失效。在超靜定的結(jié)構(gòu)中，超過(guò)其荷載能力的時(shí)候，會(huì)先使一些多余的桿件發(fā)生一些塑性的變形，并且容易消耗吸收一部分的能量，而保證整個(gè)的結(jié)構(gòu)所具備的穩(wěn)定性，并且還可以減少地震的破壞。超靜定結(jié)構(gòu)次數(shù)多，那么消耗地震能量，也就越多，同時(shí)建筑的抗震能量也就越強(qiáng)。

2.2建筑結(jié)構(gòu)抗震體系的合理選擇

（1）首先建筑結(jié)構(gòu)體系，在地震的災(zāi)害中，應(yīng)當(dāng)避免因?yàn)椴糠纸Y(jié)構(gòu)或者是構(gòu)件的破壞，從而導(dǎo)致的整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)喪失了抗震能力，或者是對(duì)重力荷載的承載能力。建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)所具備的一個(gè)重要的設(shè)計(jì)原則就是，建筑結(jié)構(gòu)本身應(yīng)當(dāng)具有十分必要的贅余度、以及良好的變形能力，和其具備的內(nèi)力重分配的功能，在地震的過(guò)程當(dāng)中，即使是有一部分的構(gòu)件退出了工作，但是其余部分構(gòu)件，應(yīng)該仍然能夠承擔(dān)起豎向的荷載能力，且還要避免整體的建筑結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。

（2）建筑結(jié)構(gòu)體系當(dāng)中，其應(yīng)當(dāng)具備清晰而且明確的計(jì)算的簡(jiǎn)圖，包括恰當(dāng)而且合理的地震作用下的傳遞的路徑。在抗震設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中，豎向建筑構(gòu)件的布置設(shè)計(jì)，就應(yīng)當(dāng)盡量使得豎向建筑構(gòu)件，在垂直的重力荷載的作用下，壓應(yīng)力水平應(yīng)當(dāng)接近均勻;且其中的樓屋蓋梁體系的布置，也應(yīng)當(dāng)盡量的使用垂直重力荷載，主要目的是以最短的路徑來(lái)傳遞到豎向構(gòu)件墻和柱的上面去;

（3）建筑結(jié)構(gòu)體系應(yīng)當(dāng)具有合理適度的強(qiáng)度和剛度。應(yīng)當(dāng)具有合理而且恰當(dāng)?shù)膹?qiáng)度以及剛度分布，這是因?yàn)樵诳拐疬^(guò)程中，為了防止以及避免因?yàn)榫植康南魅趸蛘呤峭蝗坏淖冃味纬杀∪醯牟课唬⑶覍?duì)薄弱的部位產(chǎn)生過(guò)大的塑性變形集中或者是應(yīng)力集中的現(xiàn)象;建筑的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)當(dāng)使節(jié)點(diǎn)基本不遭到破壞，同時(shí)底層柱底的塑性鉸應(yīng)當(dāng)形成的晚些，應(yīng)當(dāng)使柱、梁端的塑性鉸出現(xiàn)得盡可能地分散;這對(duì)于震中可能出現(xiàn)的薄弱部位，應(yīng)當(dāng)及時(shí)采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣?lái)提高抗震的能力。

2.3重視建筑結(jié)構(gòu)平面布置的規(guī)則性和對(duì)稱(chēng)性

建筑的平、立面布置應(yīng)符合抗震理念設(shè)計(jì)原則，宜采用規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，不應(yīng)采用十分不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案。建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，對(duì)平面不規(guī)則或豎向不規(guī)則，或平面、豎向都不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用空間結(jié)構(gòu)計(jì)算模型;對(duì)凹凸不規(guī)則或樓板局部不連貫時(shí)，應(yīng)采用符合樓板平面內(nèi)的實(shí)際剛度強(qiáng)度變化的計(jì)算模型;對(duì)薄弱部位應(yīng)乘以內(nèi)力增大系數(shù)，應(yīng)按規(guī)范的有關(guān)規(guī)定分析彈塑性變形，并應(yīng)對(duì)薄弱部位采取強(qiáng)有效的抗震構(gòu)造措施。

2.4在建筑物層間設(shè)置隔震設(shè)備

在對(duì)建筑層間進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要用隔震設(shè)備來(lái)降低地震帶來(lái)的損失，這種隔震技術(shù)設(shè)施主要采用在建筑物基礎(chǔ)和上部建筑物的減震裝置，它主要是通過(guò)對(duì)建筑底層的震波進(jìn)行進(jìn)行吸收，從而減少上部建筑物所受到的沖擊。在進(jìn)行施工時(shí)可以采用粘彈性隔震、摩擦滑移隔震的方法，通過(guò)在建筑的內(nèi)部設(shè)置橡膠墊以及其他隔震裝置來(lái)進(jìn)行防震。而且這種建筑方法也可以用于舊建筑的防震改造中，一方面在施工時(shí)比較容易操作，另一方面這種隔震設(shè)計(jì)也可以很好的起到防震的效果，從而也降低了施工的費(fèi)用，節(jié)省了社會(huì)資源，符合社會(huì)的發(fā)展規(guī)律。但是，這種隔震裝置的應(yīng)用也有它的局限性，他不適合在樓層比較高的建筑上實(shí)行。因?yàn)檫@種裝置在地震發(fā)生時(shí)可能會(huì)延長(zhǎng)建筑結(jié)構(gòu)的自身震動(dòng)周期，最終會(huì)導(dǎo)致這種裝置在高層建筑中不僅不會(huì)起到相應(yīng)的防震效果，有可能會(huì)加重整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的震級(jí)，從而起不到最終的防震抗震的最終效果

2.5提高建筑結(jié)構(gòu)抗震能力的對(duì)策

（1）要合理且恰當(dāng)?shù)夭季值卣鹜饬Φ哪芰總鬟f與吸收的途徑，在地震當(dāng)中，要確保建筑的支柱、梁與墻的軸線，處于同一個(gè)平面上，從而可以形成構(gòu)件的雙向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系。并且可以使其在地震的作用下，呈現(xiàn)彎剪性的破壞，并使塑性屈服情況，盡量的發(fā)生在墻的根底部，從而連梁適合在梁端產(chǎn)生塑性屈服，這樣還具有足夠的變形的能力。在震災(zāi)中，在墻段部分充分發(fā)揮抗震功能之前，要按照\(chéng)"強(qiáng)墻弱梁\"的原則，來(lái)大力加強(qiáng)墻肢的承載力，避免墻肢遭到剪切性的破壞現(xiàn)象，從而最大限度的提高建筑結(jié)構(gòu)的整體的抗震能力。

（2）要根據(jù)抗震等級(jí)，在對(duì)墻、柱以及梁節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中，采取相對(duì)應(yīng)的抗震構(gòu)造措施，力求確保建筑物結(jié)構(gòu)，在地震的作用下可以達(dá)到三個(gè)水準(zhǔn)的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。還可以根據(jù)\"強(qiáng)柱弱梁\"、和\"強(qiáng)剪弱彎\"、以及\"強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件\"幾種構(gòu)造的原則，在建筑設(shè)計(jì)中，合理的選擇柱截面的尺寸，以此控制柱的軸壓比，并還要注意構(gòu)造配筋的要求，還要保證，鋼筋砼結(jié)構(gòu)建筑在地震的作用下，能夠具有足夠的承載能力以及具備足夠的延性。

（3）在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，要設(shè)置出多道抗震的防線，即，在設(shè)計(jì)一個(gè)抗震結(jié)構(gòu)的體系當(dāng)中，有一部分延性比較好的構(gòu)件，在地震的作用下，首先可以擔(dān)負(fù)起第一道抗震防線的作用，然事，其他的構(gòu)件，在第一道抗震防線屈服以后，在地震中，會(huì)依次的形成第二道、第三道或者是更多道的抗震的防線，這樣的抗震結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)，在建筑設(shè)計(jì)當(dāng)中，對(duì)于確保建筑結(jié)構(gòu)具有的抗震安全性，是非常的行之有效的設(shè)計(jì)方法和手段。

3.結(jié)語(yǔ)

加強(qiáng)我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)能夠?yàn)槲覈?guó)建筑行業(yè)的正常發(fā)展創(chuàng)立良好的環(huán)境，保證人民的生命安全。通過(guò)對(duì)建筑抗震設(shè)計(jì)的研究，我們發(fā)現(xiàn)了在實(shí)際建筑施工中存在的問(wèn)題，并且針對(duì)這些問(wèn)題可以找到更好的解決辦法，這對(duì)建筑設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，進(jìn)一步提高了建筑的質(zhì)量，加強(qiáng)了人類(lèi)應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害的能力，從而促進(jìn)我國(guó)房地產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步。

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