混凝土結(jié)構(gòu)建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法芻議

文/方張翼 中冶華天工程技術(shù)有限公司 江蘇南京 210019

混凝土結(jié)構(gòu)建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法芻議

文/方張翼 中冶華天工程技術(shù)有限公司 江蘇南京 210019

隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程日益加快，城市規(guī)模日漸擴(kuò)大，城市人口不斷增加。隨之，建筑行業(yè)迎來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇，擁有全新的發(fā)展面貌。在現(xiàn)代化建筑工程建設(shè)中，混凝土結(jié)構(gòu)是其最常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式，具有多樣化的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。而在混凝土結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)中，抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是其不可或缺的組成部分，直接關(guān)系到建筑物是否具有一定的抗震性、穩(wěn)定性。

混凝土結(jié)構(gòu)建筑;抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);方法;探討

在新時(shí)代下，隨著社會(huì)日益進(jìn)步，經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，人們的生活水平發(fā)生了質(zhì)的轉(zhuǎn)變。隨之，人們對(duì)建筑物也提出了新的更高要求。由于建筑工程項(xiàng)目的整體質(zhì)量、是否具有其穩(wěn)定性直接影響人們的工作、生活，建筑工程建設(shè)的設(shè)計(jì)人員、施工人員都需要引起高度的重視。但在實(shí)際操作中，混泥土結(jié)構(gòu)建筑抗震設(shè)計(jì)現(xiàn)狀并不樂(lè)觀，還需要進(jìn)一步優(yōu)化完善。

一、建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的必要性

總的來(lái)說(shuō)，在建筑設(shè)計(jì)中，優(yōu)化抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是非常重要的，特別是高層建筑設(shè)計(jì)。在社會(huì)經(jīng)濟(jì)日益發(fā)展的浪潮中，城市化進(jìn)程不斷加快，大量農(nóng)村人口涌向城市，使城市人、地之間的矛盾日益激化。而在這種情況下，為了容納更多的人口，高層建筑如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)，逐漸成為建筑行業(yè)發(fā)展的主流。隨著建筑物高度不斷增加，自身的重量也會(huì)隨之增加，建筑物對(duì)震動(dòng)的抵抗能力卻會(huì)不斷減弱。換句話說(shuō)，在設(shè)計(jì)高層建筑的時(shí)候，如果設(shè)計(jì)人員仍然按照一般建筑設(shè)計(jì)的方法來(lái)設(shè)計(jì)，一旦發(fā)生地震，建筑物很可能因不具備較強(qiáng)的抗震能力而被損壞，甚至出現(xiàn)倒塌現(xiàn)象，在危機(jī)人們生命財(cái)產(chǎn)安全的同時(shí)，會(huì)造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。為此，在設(shè)計(jì)建筑抗震結(jié)構(gòu)的時(shí)候，一定要保證建筑物的強(qiáng)度、延性等方面都能達(dá)到相關(guān)要求，為保證建筑物的使用安全做好鋪墊。

二、基于性能的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法

在現(xiàn)代化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，基于性能的抗震設(shè)計(jì)方法的使用非常頻繁。它的應(yīng)用能夠優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)，提高建筑結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，較大的承載能力。

1、承載能力設(shè)計(jì)方法

當(dāng)下，在建筑設(shè)計(jì)中，承載能力設(shè)計(jì)方法是常用的方法之一。具體來(lái)說(shuō)，該設(shè)計(jì)方法是指借助反應(yīng)譜來(lái)計(jì)算建筑底部的剪力，并以相關(guān)規(guī)定為基點(diǎn)，把剪力分配到建筑結(jié)構(gòu)全高，和其它荷載相融合，實(shí)行結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)。進(jìn)而，使建筑結(jié)構(gòu)的各個(gè)部分都能提供一定的承載能力，還需要進(jìn)行變形驗(yàn)算。對(duì)于這種抗震設(shè)計(jì)方法來(lái)說(shuō)，比較容易使用，性能概念也比較清晰，細(xì)部設(shè)計(jì)非常可靠，在借助非線性靜力分析、驗(yàn)算的基礎(chǔ)上，能夠曾強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的非線性反應(yīng)控制，能夠達(dá)到預(yù)期的效果。但承載能力設(shè)計(jì)方法也具有一定的缺陷性，主要是因?yàn)檫@種設(shè)計(jì)方法是建立在彈性反應(yīng)基礎(chǔ)上，整個(gè)建筑性能目標(biāo)的控制還需要進(jìn)一步深入研究。

2、直接基于位移的抗震設(shè)計(jì)

和傳統(tǒng)類型的設(shè)計(jì)方法相比，這種類型的抗震設(shè)計(jì)方法使建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程發(fā)生了本質(zhì)上的改變。就該設(shè)計(jì)方法而言，把對(duì)應(yīng)的位移作為建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的起點(diǎn)，作為結(jié)構(gòu)抗震性能的控制參量。在具體設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要充分借助位移的力量，進(jìn)行合理化的控制。并以設(shè)計(jì)位移譜為紐帶，得出對(duì)應(yīng)位移的建筑結(jié)構(gòu)有效周期，需要計(jì)算出在該狀態(tài)下建筑結(jié)構(gòu)的基底剪力，全方位分析實(shí)施結(jié)構(gòu)。此外，在設(shè)計(jì)完成之后，要進(jìn)行應(yīng)力驗(yàn)算，如果出現(xiàn)不足的情況，可以靈活應(yīng)用增大剛度的方法進(jìn)行優(yōu)化完善，以位移目標(biāo)為導(dǎo)線，配制結(jié)構(gòu)構(gòu)件。這種設(shè)計(jì)方法的優(yōu)點(diǎn)在于充分考慮了在抗震性能中位移的重要性，設(shè)計(jì)難度較小。通常情況下，初學(xué)者都能明確建筑設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)性能水平。在建筑抗震設(shè)計(jì)中，直接基于位移的抗震設(shè)計(jì)方法有著很好的發(fā)展前景。

三、混凝土建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)

在混凝土結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，需要滿足相關(guān)的要求。一是：在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要具備客觀而科學(xué)的建筑結(jié)構(gòu)計(jì)算圖，地震作用力的傳遞途徑。在外形上，要堅(jiān)持“簡(jiǎn)單、對(duì)稱、規(guī)則”的原則，建筑結(jié)構(gòu)的剛度、質(zhì)量變化要均勻，符合客觀條件。二是：建筑物各個(gè)部分的受力物要有可靠的連接，為地震力能夠有效傳遞做好鋪墊。此外，建筑結(jié)構(gòu)的非結(jié)構(gòu)型構(gòu)件也要和建筑結(jié)構(gòu)主體相連接。三是：在設(shè)計(jì)過(guò)程中，建筑結(jié)構(gòu)的支撐體系在承受地震力的時(shí)候，仍然具有一定的穩(wěn)定性，可以防止建筑物受到地震的破壞。

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要合理選擇混凝土結(jié)構(gòu)的抗震體系。第一、框架結(jié)構(gòu)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)自身重量要輕，可以用于內(nèi)部空間較大，布置比較靈活的地方，能夠在一定程度上減小地震的作用。一般來(lái)說(shuō)，如果嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)，建筑框架結(jié)構(gòu)都具有較好的抗震性能、延性。第二、抗震墻?？拐饓哂休^大的側(cè)向剛度與強(qiáng)度，較好的空間性能。但抗震墻存在一定的缺陷，比如，自身重量過(guò)大，墻體比較多，地震作用力較大，可以選用框架-抗震墻結(jié)構(gòu)。

四、結(jié)語(yǔ)

總而言之，在混凝土結(jié)構(gòu)建筑工程建設(shè)中，抗震設(shè)計(jì)是非常關(guān)鍵的。它能夠提高建筑物整體的抗震能力，可以有效避免地震發(fā)生時(shí)遭到嚴(yán)重?fù)p壞，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，防止人們的生命財(cái)產(chǎn)安全受到威脅，影響人們的正常生活、工作，帶來(lái)不變。同時(shí)，抗震設(shè)計(jì)方法的優(yōu)化可以使我國(guó)建筑行業(yè)能夠在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中優(yōu)于其它行業(yè)，占據(jù)一定的市場(chǎng)份額，不斷促進(jìn)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)向前發(fā)展。

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