也談抗震概念設計在建筑結構設計中的應用

康怡

（中色科技股份有限公司　河南　洛陽　471000）

也談抗震概念設計在建筑結構設計中的應用

康怡

（中色科技股份有限公司河南洛陽471000）

作為環(huán)太平洋地震帶上的地震頻發(fā)的國家，近年來頻發(fā)的地震給我國經(jīng)濟社會發(fā)展和人民群眾的生產(chǎn)生活帶來了嚴重的威脅，并造成了大量的人員傷亡和建筑物坍塌。因此，我國建筑行業(yè)要努力學習國內(nèi)外先進的抗震概念設計有關理論和技術，提高建筑工程抗震概念設計在建筑結構中應用的比重，不斷提高建筑工程的抗震能力，為人民群眾提供抗震強度高的高質(zhì)量精品建筑工程，為我國經(jīng)濟社會發(fā)展保駕護航。有鑒于此，本文作者結合自己多年的抗震設計經(jīng)驗和心得體會，對目前我國抗震概念設計在建筑結構設計中的具體應用進行詳細的梳理和總結，希望能夠?qū)ㄖ杏兴鶐椭?/p>

抗震概念設計；建筑結構；應用

近幾年來，全國各地頻發(fā)的地震給我國經(jīng)濟社會發(fā)展和人民群眾帶來了嚴重的威脅，并造成了極為嚴重的人員傷亡和財產(chǎn)損失。痛定思痛，建筑結構設計不合理，質(zhì)量不過關，缺乏抗震結構設計是其主要原因。此外，目前我國科技的發(fā)展水平還遠未達到能夠?qū)Φ卣疬M行精確的預測和分析，所以加強建筑工程的抗震概念設計就顯得尤為重要。

建筑工程的抗震概念設計有助于增強建筑工程的抗震能力，提高建筑工程的質(zhì)量安全，盡最大可能保護房屋居住著的生命財產(chǎn)安全，并能夠為建筑公司帶來良好的經(jīng)濟效益和社會效益。有鑒于此，筆者結合自己近幾年來的抗震概念設計的經(jīng)驗和教訓，對抗震概念設計的意義進行了介紹，并具體的分析了我國建筑工程中抗震概念設計的具體應用措施，希望能夠?qū)ξ覈ㄖこ痰目拐鸶拍罱Y構設計有所幫助。

1　建筑工程抗震概念設計的重要作用

計算設計和概念設計是建筑結構設計的兩種最基本的設計方式。計算設計要求完成計算模型的分析和各種受力情況的模擬分析，需要通過大量的數(shù)值計算來獲得計算設計的結果，對計算的準確性和規(guī)范性要求比較高。作為偶然性極破壞性極大的地震通常沒有一定的規(guī)律可以進行事前的預警工作，因此事前計算地震災害對地面可能造成的損害就成了一項不可能完成的工作，這也在一定程度上增加了地震預警計算的工作量和復雜度。

與此同時，地震發(fā)生時建筑工程混凝土結構的彈性模量的變化通常也不是線性變化的，這就在很大程度上增加了混凝固結構的彈性模量的計算量和復雜度，也必然的影響了計算結構的準確性和科學性。因此，只需要一些基礎數(shù)據(jù)就可以完成設計的概念設計模式就能夠完成建筑工程抗震概念結構設計的全過程，這種處理方法能夠極大節(jié)約工程設計成本和工作量。但是建筑工程抗震概念結構設計也需要設計人員具有十分全面豐富的建筑工程設計經(jīng)驗，并對本地區(qū)地震發(fā)生的各種參數(shù)十分了解，才可能完成建筑工程抗震概念結構設計的任務。

2　抗震概念設計在建筑結構設計中的具體應用

2.1抗震場地的確定

一般來說，地震對建筑工程的破壞主要分為以下三種情況：①地震引發(fā)的強烈擾動和地面變形等會造成建筑工程的變形和坍塌，這是最為嚴重的一種情況。②地震的次生災害如泥石流和堰塞湖等也會對建筑工程造成次生危害，有的情況下其破壞程度甚至要高于前者。③地震產(chǎn)生的強烈擾動現(xiàn)象會造成山體滑坡從而對建筑工程造成破壞。對于上面提到的三種地震破壞情況，第一種情況可以通過采取一些工程技術措施加強建筑工程的質(zhì)量來進行防范。后兩種地震次生災害造成的損害只能通過選取適合的抗震場地來進行預防和減輕其影響。首先，我們要選擇硬土層作為抗震場地，如果土層應力比較差我們可以在土層上面鋪設一層較厚的碎石子來進行加固。在抗震場地的選址確定作業(yè)中，工程技術人員一定要對目標區(qū)域的地形地質(zhì)，山川河流等數(shù)據(jù)進行全面詳實的搜集和整理，并以此為基礎選擇抗震場地。

2.2地基加固工程

堅實均一程度高的地基對于防范地震等自然災害具有十分重要的作用。因此，抗震概念設計在地基的選址上一定要充分收集本地區(qū)的地形地質(zhì)情況，并全面調(diào)查本地區(qū)土層的厚度和構成情況。在充分了解本地區(qū)地形地質(zhì)和土層構成情況的基礎上依據(jù)相關技術標準和規(guī)范來科學的確定本工程低級的負載大小和具體分布，從而當?shù)卣鸢l(fā)生的時候地基能夠最大程度上起到抗震減災的作用，增強建筑工程的質(zhì)量安全。此外，地震概念設計人員應該把結構相近的建筑結構工程放置在構成成分相同或者相近的地基上，確保地基和建筑工程的穩(wěn)定性和可靠性，嚴禁一塊地基上出現(xiàn)兩種或者兩種以上的建筑結構。此外，埋設在地下部分的地基應該保持相同的長度和寬度，并根據(jù)地基和地形的情況合理確定地下室的大小和分布情況。只有這樣才能在地震來臨時建筑工程發(fā)揮出最大的抗震減災和穩(wěn)固性的作用，保護居住者的生命財產(chǎn)安全。

2.3建筑結構的設計和調(diào)整

科學設計，分布合理的建筑結構設計能夠有效減輕地震造成的損害，提高建筑工程的質(zhì)量安全和使用壽命。因此，建筑工程抗震概念結構設計人員在進行建筑工程設計的時候應該遵循建筑結構的簡單構造和整體彈性的原則，確保建筑工程具有良好的抗震能力。當?shù)卣鸢l(fā)生的時候，建筑工程各個結構的受力情況應該顯而易見，不同的建筑結構通過不同的結構體系來承擔受理情況，便于地震災后的救援工作的開展和人員的自救。

因此，建筑工程的材料的剛度變化應該比較小，降低因地震造成建筑工程樓層之間發(fā)生錯位的概率，同時也能夠在一定程度上化解地震的破壞，增強建筑工程整體結構的穩(wěn)定性。對于建筑工程一些處于設計要求的不勻稱的設計結構，我們一定要對其局部采取一定的加固措施，確保其具有較強的防范地震的能力。

2.4抗震防線工程的設計工作

通過利用建筑工程的抗側力結構來增強建筑工程整體的延展性是建筑的抗震防線工程的主要應用。建筑工程設計人員通過設置許多抗震防線工程可以大大分解地震對建筑工程造成的應力損害，提高建筑工程整體結構的抗震能力和質(zhì)量安全。實踐證明，這種抗震防范工作能夠在很大程度上化解地震帶來的破壞。因為建筑工程的自己震動的周期和地震造成的振動周期具有時間上的差異，這樣就能盡可能減輕建筑工程和地震發(fā)生共振并因此造成建筑工程坍塌的可能。建筑工程抗震防線的第一道防線通常在用負載力量較小的縱向支撐，并通過設置一些建筑結構冗余部件來弱化和引導地震帶來的能量波，并通過這種防線來隔開建筑工程的自震的周期和地震震動的周期，從而有效的防范地震波帶來的共振可能對建筑工程結構造成的損害。

2.5調(diào)整建筑結構，降低地震破壞

有關統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示地震對建筑工程的破壞與建筑工程的結構有密切的關系，建筑工程不同的結構受到地震的損傷程度也各有不同。因此，建筑工程抗震概念結構設計人員可以通過采取技術對建筑工程結構進行合理設計，從而有效防止地震對建筑工程結構造成的損害。通常情況下，局部結構的破壞要先于建筑結構整體的破壞。因此，把握地震對建筑結構破壞的一般規(guī)律有助于科學調(diào)整建筑工程的結構設計來降低建筑工程結構的損害，提高建筑工程的質(zhì)量和使用壽命。根據(jù)筆者多年的觀察和分析，地震對建筑工程結構的破壞有兩條普遍規(guī)律：①梁破柱后。一旦建筑工程的柱子發(fā)生折斷就會直接造成建筑工程整體結構的的坍塌，所以建筑工程的橫梁的破壞要先于承重柱子的破壞。②節(jié)點第一。如果建筑工程的節(jié)點在構建破壞之前就喪失了其功用，那么就會直接造成建筑工程整體結構構件的破壞，從而最終導致建筑工程整體結構的破壞和坍塌。

2.6建筑工程構件穩(wěn)定原則

建筑工程兩個構件之間的承載力的大小一定要大于單個構件節(jié)點的承載力，這樣地震發(fā)生的時候就能盡最大可能減少地震波能量對建筑工程構件穩(wěn)定性的破壞。需要指出的是，建筑工程構件的連接除了要根據(jù)技術標準具有較強的剛度保證，更要具有相當程度的變形能力來應對地震橫波的拉扯，保障建筑工程整體結構的穩(wěn)定和質(zhì)量安全。

3　總結

近幾年來，頻發(fā)的地震給給我國經(jīng)濟社會發(fā)展造成了嚴重的損失，也促進了抗震概念結構設計的進一步發(fā)展。。因此，建筑工程抗震概念結構設計人員一定要掌握全面的抗震概念設計有關知識，嚴格按照有關技術標準進行抗震減災工程設計。建筑工程設計和建造單位也要下大力氣努力學習國內(nèi)外先進的建筑工程抗震減災的設計和技術，努力提高建筑工程的技術含量和抗震能力，確保當?shù)卣鸢l(fā)生時建筑工程能夠保持整體結構的穩(wěn)定性和不變形，確保建筑工程居住者的生命財產(chǎn)安全，從而為建筑公司帶來良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

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TU352.1+1

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1673-0038（2015）10-0031-02

2015-2-18

康怡（1980-），女，工程師，本科，主要從事建筑結構方面的工作。