對新時期建筑結(jié)構(gòu)抗震設計的探究

【摘 要】 隨著人類的發(fā)展，經(jīng)濟社會的提高，隨之而來的就是水災旱災以及各種自然災害給人類帶來的災難，在這些自然災害中破壞性大而且至今還沒有有效方法對其進行預報的就是地震，地震一旦發(fā)生就會對人類帶來災難性的損失。對于這種情況，對建筑物的施工過程中進行抗震設計是一種有效的措施。本文主要講述了抗震的設計概念以及對建筑抗震設計的思路，其目的就是為了當?shù)卣饋砼R時能有效的保護建筑物，另一方面還能在災難降臨時保護人民群眾的生命安全，同時也是對國家設施安全的保證。

【關鍵詞】 建筑結(jié)構(gòu)；抗震設計；探討

1 引言

隨著城市化進程的加快和人類生活水平的提高，在現(xiàn)代的結(jié)構(gòu)設計中的重要環(huán)節(jié)就是對建筑的抗震結(jié)構(gòu)的設計。對建筑物的抗震結(jié)構(gòu)設計直接能影響到其抗震能力，也是在沒辦法預測地震的情況下保護建筑受到損害的有效方式。針對這種情況，下面主要對建筑物抗震的結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)參數(shù)進行討論。

2 抗震概念設計

建筑工程的抗震概念設計，換種說法就是根據(jù)基本的建筑設計原則和思路對具體的建筑工程進行工程布局并對細節(jié)的構(gòu)造進行確定的過程，其設計的原則和思路是在長期的工作經(jīng)驗中形成的。在對抗震設計時對抗震的計算是不可或缺的，抗震計算的基礎是概念設計。概念設計之所以在與抗震計算的比較中起著更重要作用的原因有三個，首先就是地面和地震的運動具有極大的不確定性，其次就是我們還沒有對地震時地面運動的復雜性有很確切的掌握，最后就是地震時的結(jié)構(gòu)反應負責程度并沒有在結(jié)構(gòu)設計概念中充分的體現(xiàn)出來。所以，簡簡單單的靠著計算的結(jié)果就完成對建筑的抗震設計是不全面的，甚至是很危險的。抗震概念設計的基本原則是要注意抗震場地的科學選擇，選擇合適的結(jié)構(gòu)抗震體系，選擇合理的結(jié)構(gòu)材料。

3 建筑結(jié)構(gòu)的抗震設計

3.1 抗震場地的科學選擇

地震對建筑物的破壞，除了由于是地面的震動直接引起的破壞外，還有一個重要的原因就是因為場地的條件。建筑用地是受到很多的限制因素影響的，有危險性的或者不利往往是不能作為建筑用地的，除此之外基本都能作為建設用地，由于場地的條件不同，就有必要對地基情況對建筑物受到的破壞的強弱進行分類，這樣就能根據(jù)不同的場地進行抗震設計，采取抗震措施。在對建筑用地的選擇時要選擇對建筑的抗震有利的位置，最大限度的避開不利的一端，比如河岸和由于地面不平引起的巖性不均勻的地段。

3.2合理的選擇抗震結(jié)構(gòu)體系

（1）為了減小由于部分結(jié)構(gòu)或者是某個構(gòu)件出現(xiàn)損壞而造成的整個系統(tǒng)的各方面能力喪失的可能性，應該設計出多條抗震防線。只有將多個延性特別好的分體系通過具有很好延性的構(gòu)件聯(lián)通成為一個整體，才能形成一個性能十分好的抗震結(jié)構(gòu)體系。根據(jù)大多數(shù)的情況來說，抗震防線的第一道會選取對于重力不進行負擔的豎向支撐或者是填充墻，還有的會選擇具有很好延性并且軸壓比較小的抗震墻作為抵抗側(cè)方壓力的構(gòu)件。位于框架-抗震墻結(jié)構(gòu)體系的抗震墻是歸屬于第一道防線的范圍內(nèi)的，所以在地震發(fā)生后，抗震墻由于受到地震影響，在吸收了地震所傳來的部分能源后會造成部分損壞而退出工作，之后就由框架的那一部分充當起第二道抗震防線的作用。這個體系是充分考慮到了抗震墻可以對地震力起到很大的承受作用而設計的。此外，原理相同的還有一種延性框架為強栓弱梁型。當?shù)卣鸢l(fā)生以后，梁發(fā)生的屈服會比柱要提前，因為梁的變形會將一部分的地震能量消耗掉，所以梁也起到了第一道防線的作用。而柱就發(fā)揮著第二道防線的作用。當然，也可以通過在抗震體系中的一些特定位置安裝具有消耗能源作用的元件來實現(xiàn)把抗震結(jié)構(gòu)變成同時擁有多道防線的抗震體系的目的。

（2）合理的剛度和強度分布

為了有效地避免由于局部區(qū)域的削弱或者是突變而出現(xiàn)薄弱區(qū)域的情況，應該對剛度和強度都進行一個合理的分布。此外，還應該避免出現(xiàn)應力過大或者塑性變形這種情況的集中出現(xiàn)，應該針對薄弱部位做好充足地抗震措施，使其抗震能力得到提高。當?shù)卣鹗謴娏业臅r候，在結(jié)構(gòu)中并沒有對強度有任何的安全儲備，所以構(gòu)件在實際中所表現(xiàn)出的強度分布就成了對薄弱層進行判斷的一個指標。此外，抗震結(jié)構(gòu)中應該選取具有更好延性的構(gòu)件來進行連接，這樣可以達到一個使整體提高變形能力的目的。對此還做出了如下要求：第一，使抗震結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件具有更好的延性，從而達到提高其變形能力并且減小由于構(gòu)件太脆而造成損壞的可能性的作用。所以說，用鋼筋混凝土制造的圈梁，構(gòu)造柱以及芯校是砌體結(jié)構(gòu)中必不可少的部分。以鋼筋混凝土為原料制成的構(gòu)件在進行尺寸的選擇時應該做到合理而且對于配置所需的縱向鋼筋以及箍筋都要進行合理搭配。在這個過程中要注意避免剪切造成的損壞發(fā)生在彎曲發(fā)生的損壞之前，還要注意不要讓混凝土因為收到壓力所發(fā)生的損壞在鋼筋發(fā)生屈服之前就已經(jīng)出現(xiàn)。另外，保持整個結(jié)構(gòu)的大體穩(wěn)定以及個部分的局部穩(wěn)定也是很重要的。

（3）選擇適當?shù)牟牧希?減輕自重

在對高層建筑進行方案設計時，首先要做的就是對使用材料的抗震模糊度進行分析，對材料的參數(shù)變異性進行綜合的考慮，由于地震的強烈程度和地震的隨機性，所以也要對模糊性對建筑結(jié)構(gòu)的抗震可靠度進行考慮。

3.3 合理的建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)設計

（1）建筑結(jié)構(gòu)靠的是延展性來抵抗地震作用對墻體的非彈性形變。所以在地震發(fā)生時，建筑結(jié)構(gòu)的延性和建筑的結(jié)構(gòu)有著同樣的重要性。為了讓鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)能在地震發(fā)生時能夠表現(xiàn)出良好的延性，就有必要在對其參數(shù)設計時將塑形變形重點集中在具有很好的延展能力的構(gòu)件重，或者集中在容易保證良好延展性的構(gòu)件中。建筑的參數(shù)設計是對地震作用下的房屋構(gòu)件的響應計算，其中包含歲各墻柱梁板的承載力和變形等計算。

（2）在進行開市計算工作之前，要根據(jù)高層建筑的實際工況，確定合適的計算模型，特殊情況下能根據(jù)概念設計做相應的簡化處理和計算。計算軟件條件在輸入時要嚴格的按照相關的規(guī)范和標準的規(guī)定進行，根據(jù)實際施工情況可以做特殊的處理。在對結(jié)構(gòu)復雜的結(jié)構(gòu)進行變形和內(nèi)力分析時，要采取兩種以上不同的力學模型，目前常用的理論有兩種，分別是主拉應力和剪摩理論。主拉應力理論主要用于磚砌體，剪摩理論主要用在砌塊結(jié)構(gòu)上。

4 小結(jié)

隨著現(xiàn)代化進程的加快，對建筑的要求也越來越高，在施工前對建筑結(jié)構(gòu)進行施工設計時要從整體出發(fā)，并綜合的處理好建筑物的功能和美觀等方面的內(nèi)容。在對建筑的抗震結(jié)構(gòu)設計時要采用合適的施工工藝，建設安全可靠，經(jīng)濟合理的現(xiàn)代化建筑。

參考文獻

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