淺談我國結構減震設計中存在的問題與對策

+丁艷梅

摘要：我國地震災害發(fā)生的比較頻繁，因此，在建筑的結構設計中，需要做好減震結構的設計工作，以防止建筑在地震發(fā)生時發(fā)生嚴重的坍塌，減少人們的生命財產(chǎn)損失。文章介紹了建筑結構的抗震設計的三個原則，分析了我國目前的建筑結構減震設計中的不足之處，并有針對性的提出幾個建筑結構的減震設計對策。

關鍵詞：建筑結構；減震設計；問題；對策

地震發(fā)生時，對人們生命產(chǎn)生最大威脅的是建筑物的坍塌破壞，據(jù)相關部門的統(tǒng)計，在地震中的傷亡，九成以上是由于房屋倒塌造成的。因此，對建筑物進行減震設計是減少傷亡最有效的方式。我國建筑結構中目前采用的減震設計策略主要是延性設計，即通過提高建筑的延性以增加抗震能力。設計人員在進行設計時，應該總結工程經(jīng)驗，依據(jù)減震結構設計的原則，采用科學的設計策略，解決目前存在的一些問題，實現(xiàn)合理的建筑減震結構設計。

1減震設計的原則

建筑設計師在進行建筑結構的設計時，是從宏觀的角度進行整體設計的，因此需要貫徹系統(tǒng)化的觀點，注重結構某個特性對建筑整體起到的作用，通過整體方案的規(guī)劃、材料的優(yōu)選、詳細結構的設計，來使建筑的整體結構實現(xiàn)減震設計，以減少地震帶來的破壞。在建筑結構的減震設計過程中，設計人員需要遵循以下幾個原則：

1.1建筑結構規(guī)整性。建筑設計人員在進行減震設計時，需要對結構進行整體的規(guī)劃，使結構具有較好的對稱性、整體性以及均勻型，以確保建筑抵抗應力的構件強度從上至下實現(xiàn)依次的遞減。這樣，建筑的豎向抗側力構件能夠將地震造成的巨大應力均勻傳遞到各個部分，有效地進行削弱了破壞力。

1.2建筑結構剛度。地震中產(chǎn)生的破壞力一般是雙向的。因此，建筑設計者在設計過程中，必須確保結構可以抵擋住每一個方向的作用力。為了實現(xiàn)這個目標，設計者需要在兩個主軸方向上對整體結構的剛度進行平衡。為了防止建筑發(fā)生嚴重的變形，在結構的剛性設計中還可以加入適當?shù)娜嵝栽O計，以對外力的瞬時作用進行緩沖，避免建筑結構在巨大的瞬時破壞力作用下發(fā)生嚴重坍塌，威脅生命安全。

1.3布設抗震的防線。地震發(fā)生后往往有多次余震存在，且每一次的地震等級不同，造成的影響也不一樣。因此，建筑設計者需要進行多道抗震防線的設置，來保障建筑可以在多次余震后依舊保持較佳的抗震能力。而這些抗震防線需要在建筑的內(nèi)外部分別進行合理的安置，才可以最大程度上讓建筑結構的剛性與柔性相結合，使結構可以發(fā)揮出更好的延展性與減震能力。

2構減震設計中存在的問題

地震是隨機性的震動，其具有較大的不確定性與復雜性，難以控制。因此，建筑物的震害等級與參數(shù)是很難確定的。減震的設計理念指的是在工程設計階段，做好對建筑周邊環(huán)境、穩(wěn)定性、地震能量輸入的調(diào)查，以確定建筑的布局、結構以及受力件的分布、結構延性，更好地保障建筑減震性能。目前的結構減震設計中，主要存在以下幾個問題：

2.1者思想過于保守。建筑設計者的思想保守主要表現(xiàn)在見著的結構設計上，比如說，目前大多數(shù)的高層建筑為了保證安全性剪力墻都設計的很厚，而剪力墻過厚會造成剛度過大，以至于相對側移值很小，不能達到于規(guī)范的要求值，這樣，建筑的抗震能力會被削減，工程經(jīng)濟性也比較差。

2.2者專業(yè)性不夠。設計師的專業(yè)知識不夠扎實，沒有很好的專業(yè)技術水平，設計出來的建筑圖自然會有許多的漏洞和問題，造成施工上的難以實現(xiàn)。而沒有扎實的專業(yè)基礎，如果現(xiàn)場施工中出現(xiàn)問題，設計者將難以應付與解決，拖慢工程進度，降低工程質(zhì)量。

2.3布局的剛度分布不均。基于減震理念的要求，建筑的平面與立體布局應當比較對稱、規(guī)整，使建筑的質(zhì)量與應力分布比較均勻，以在地震發(fā)生時將應力均勻的傳遞給各部分結構，削減地震帶來的損害。然而，目前許多的建筑設計一味的追求標新立異與美觀性，導致建筑的平面布局存在嚴重不對稱性，使結構的縱向與橫向剛度嚴重不均，對建筑的減震非常不利。

2.4布置不恰當。主要問題有在建筑外墻的轉角處以及大廳的四角沒有進行構造柱的安置或者構造柱的安置沒有成對；利用構造柱來代替磚墻承重；在山墻和縱墻之間沒有設置構造柱；構造柱數(shù)量過多等。

3結構減震設計策略

3.1恰當處理結構荷載。建筑設計者在將減震理念融入到建筑結構設計中時，需要同時做到優(yōu)化建筑的結構與增加建筑的抗震能力。因此，結構的設計需要依據(jù)強弱協(xié)調(diào)的原則來，對柱、剪力墻、各個節(jié)點、壓力中心等位置的強度進行適當?shù)奶嵘瑫r削減梁、彎以及拉力中心等位置的強度。在具體的設計過程中，設計師需要使結構的柱比梁承受更好的載荷，桿件的抗剪能力要比抗彎能力高些，以防止節(jié)點過早的發(fā)生破壞。同時，還需保證在桿件發(fā)生破壞時，建筑的受壓區(qū)域承載力要比受拉區(qū)域承載力高一些。設計者可以依據(jù)相關的設計規(guī)范，對建結構的每部分組成構件分別進行荷載的調(diào)整，依據(jù)規(guī)定來合理布置減震結構。

3.2減輕建筑結構自重。對建筑結構進行優(yōu)化，以減少自重，可以很大程度上增強建筑的減震能力。從地基受力的角度上來看，在一樣的地基條件下，不改變地基及其處理造價，降低建筑物的自重可以是建筑的層數(shù)增加，在軟土地基中表現(xiàn)更為顯著。地震的危害與建筑的質(zhì)量也是成正比關系的，建筑的質(zhì)量越大，地震時所受破壞應力也越大大，結構的慣性也比較較大，導致建筑的地震危害性更高。因此，在建筑結構設計中，需要盡可能多的使用強度滿足要求而自重比較輕的構件。

3.3優(yōu)化設計整體結構。建筑設計師在進行減震結構的設計中，需要重點的分析不同結構體系對建筑減震能力產(chǎn)生的影響，以根據(jù)建筑的不同結構進行減震措施的合理布置。因此，設計師需要依據(jù)以下幾點原則對建筑整體結構進行合理優(yōu)化：第一，結構設計中需要預留一定的余度，以保證在一些構件發(fā)生破壞后，其余的構件還可以承受住地震產(chǎn)生的作用力，使小部分構件發(fā)生破壞不會造成過大的影響；設計師需要將地震能量的傳播路徑在設計圖中進行明確的標注，以保證在整個建筑結構的設計過程中都充分考慮到了減震的設計要求。

3.4推廣使用隔震和消能減震設計。目前建筑的減震結構設計上使用較多的是延性結構體系，這種減震體系較為傳統(tǒng)，可以適當?shù)膶嫾膭偠冗M行控制，在地震發(fā)生時構件進行非彈性狀態(tài)以達到較好的延性，來削減地震帶來的巨大能量，降低破壞程度，即使建筑產(chǎn)生裂縫對整個結構的影響依然不大。隨著技術的發(fā)展與新材料的運用，在傳統(tǒng)的減震體系中融入軟墊隔震、擺動隔震以及懸吊隔震等新的減震手段，可以很好的改變建筑構件的性能，降低地震反應，是前景較好的減震措施。

4結語

隨著結構減震理論的優(yōu)化與技術的不斷完善，結構減震設計在建筑設計中的應用將越來越廣。在建筑施工前的設計過程中，需要充分考慮結構減震，依據(jù)要求相關規(guī)范進行設計。而對于已經(jīng)建成的建筑，也需要分析其結構特點，進行減震的加固補強設計。在建筑減震設計中，應當本著安全與經(jīng)濟的原則，根據(jù)具體建筑特點進行受力分析，合理設計減震結構的布置與構造，以完善建筑結構的減震設計。

參考文獻

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