大跨度結構工程防震設計思路及實施要點思考

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摘要：近些年發展以來，我國經濟建設和社會發展突飛猛進，建筑行業也得以快速發展，我國大跨度結構工程逐漸被廣泛應用。例如：社會基礎措施、體育館以及電影院等等。大跨度結構防震設計是工程設計之關鍵，文章分析了大跨度防震設計思路以及實施的技術。

關鍵詞：大跨度結構；防震工程；實施要點

一、前言

地震屬于自然災害，突發性強，破壞性大，建筑物在突如其來的地震災害面前，只能被毀壞。大闊度的結構工程，覆蓋面積比較大，一旦遇見地震，帶來的破壞面積更大。在進行大跨度結構工程實施之前，需要充分了解防震設計，做好相關防震測試工作。

二、大跨度結構工程防震設計方法

第一，時程分析法。該方法是在點子信息技術背景下產生的，綜合運用了實驗技術和計算機技術，是一種新型分析方法，使用該方法之前，選擇一定的地震波，將收集到的地震波熟知直接輸入設計結構程序中，再對結構運動微分方程進行精準積分分析，得到了在地震時程內具體的地震反應數據。這種方法被廣泛使用于不規則建筑抗震計算分析中，這是一種完全動力法，計算量非常大。但是計算精度非常高，使用該方法，確定出兩個步驟，逐步積分法以及振型分解法。這是時程分析法的分類。不同的方法具有不同的分析效果，也會得出不不同的分析結論。舉個例子進行說明：單質點性為案例，按線性加速度方法對運動方程進行求解，得到最基礎的數據值。該方法的使用基本是基于假定基礎上進行的，質點加速度能夠準確地反映出一個微小時段的變化，這就是積分T時段內的線性變化。假設已經求出了ti時刻的質點地震位移數值a，速度ti，加速度ti，現在要求出經過時段t之后的位移數值以及速度和加速度數值。線性的加速度可以使用質點的加速度來表示，在根據時刻劃分出泰勒級數，于是就可以計算出最終的數值。第二，底部剪力法。這是一種模擬靜力法，直接將地震看成是靜力負荷，直接計算出建筑物承受地震最大壓力反應。這個方法計算量比較少，計算過程中會出現忽略高階振型，使得計算結果受到影響，降低了精度值。第三，反應譜法，借助反應譜法理論以及分解原理進行計算，得出最大值地震反應值，這是一種全新的模擬動力法，計算量非常大，但是計算精度很高，有效避免計算誤差。剛性比，抗震設計要求，樓層間的側向剛度不能小于相鄰樓層側向剛度的70%，對相鄰的兩個樓層應該使用平均值進行計算，更加剪切剛度和位移比，計算最終結果。這能滿足層間剛度需求，實現無薄弱層設計。

三、大跨度結構工程的抗震設計

大跨度結構工程在我國得到較快發展，尤其是在各個城市里都有看到其身影。然而，尤其結構工程具有的特殊性，防震設計整體施工有其難點。在保障地震發生時，大跨度建筑結構損壞的程度能在控制在預計范圍內，后期在進行修補。一般而言，我國國內大跨度防震設計主要分為兩個階段執行的。一是選擇合理的設計方案，二是在抗震設計階段，做好抗震值計算。根據數值恰當設計出合適的抗震設計方案。

（一）選擇合適的抗震方案

眾所周知，地震災害發生是難以預測的，也難以得到控制的。因此，在防震設計中，大跨度建筑設計尤為重要。當前，抗震設計主要分為概念設計以及計算設計兩種。其中，計算設計是根據計算模型進行假定設計和設想的，與實際抗震情況有一定的差異。如果想要完全依賴于模型數值，這是較為不可靠的。針對于概念設計而言，為了保障建筑設計抗震性能和水平，充分考慮到工程預算問題，應該做好塑性部位考慮，在上下連接結構部位進行設計。當概念設計開展之前，加強研究，做好整體結構設計，分析出最薄弱的抗震部分，再進行合適調整，才能保障抗震設計效果最佳。

（二）做好延展性抗震設計

進行抗震設計方案分析之后，應該從其延展性層面做好抗震設計，主要有兩個方面。一是根據預期的存在塑性鉸位置，認真做好配筋。二是對整個大跨度結構工程開展抗震性能分析，做好驗算以及測試工作，確定出大跨度結構抗震安全、可靠。另外，大跨度工程減震、隔震設計也至關重要。當前，建筑工程選擇的是抗震手段實現隔震和減震設計需求。這項技術不僅能獲取良好的抗震效益，而且我是最為經濟和科學的方案。隔震設計情況主要為：第一，大跨度結構，主要是呈現剛性的，而且剛性度較大，結構自振的周期和頻率都比較小。一旦出現地震，自振的頻率就比較高和頻繁，容易受到損壞。第二，大跨度結構工程，它的布控不夠嚴格，也不均勻，有地震發生時，整體的建筑穩定性會受到影響。同時，當地震能量預測加速時，一般都是高頻率的分量，卻忽視了低頻分量，這種設計方式不僅無法起到抗震效果，而且針對性也很差。甚至是否是使用隔震設計或者是減震設計都分不清楚。面對該問題，理當借助建筑結構振型的周期加大，保障建筑結構耗震影響較小，最終降低地震對大跨度工程破壞。

（三）斜撐體系是當前抗震

斜撐體系是當前抗震研究之關鍵，使用該抗震體系，對降低造價有重要影響。結構豎向構建在建筑中發揮出承擔豎向力作用。當進行水平力承擔時，構建會彎曲。因此，需要更大的橫截尺寸來支撐，這不是經濟的辦法，只能會增加經費支出，加大造價。通常情況下基建項目的管理是把項目造價、項目進度以及項目質量交由基建、審計、財務等不同部門分別進行管理，當建筑物提升抗震強度時，造價的預算方式將有新的改變。且傳統項目造價控制方法往往是控制項目造價的竣工結算。這樣的管理機制不能很好的把三者有機結合起來進行全面考慮。

結束語

眾所周知，地震災害是重要的自然災害，由于其具有的突發性、破壞性以及影響范圍大等等因素。對我國建筑工程有著重要影響。近些年發展以來，我國大跨度的結構工程大量出現，這些工程的投資大，實用性強。大跨度工程設計時，需要做好分析工作、從建設選址，設計可行性的科學方案以及減震、隔震設計上都要做好工作，才能保障大跨度結構工程抗震安全、可靠。

參考文獻：

[1]趙真，謝禮立.從歐洲大跨度結構工程抗震設計規范的一般規定淺談結構抗震概念設計的重要性[J].《地震工程與工程振動》 ISTIC PKU -2011年5期

[2]黃傳剛.淺談大跨度結構工程結構抗震概念設計的運用分析[J].《科技創業家 》 -2013年14期

[3]馮蕓汶.川地震的警示——需加強底層框架建筑的抗震概念設計[J].《工程抗震與加固改造》 ISTIC PKU -2013年5期

[4]王志杰.從唐山震后恢復生產30周年設計回訪談結構抗震概念設計[J].《煤炭工程》 PKU -2008年7期，

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（1）建筑消防設計原則

本項目建筑防火設計原則是根據國家現行規范，從總平面布局、建筑平面布局、細部構造、設備等各方面統籌考慮，全面滿足防火規范要求。

（2）消防設計方案

a.基地共設兩個出入口與城市道路相連接，內部沿建筑外圍設環形消防車道，消防車道均可到達每個建筑。

B.規劃中，各建筑間距滿足防火間距要求，且各建筑安全疏散出口均不少于2個，安全疏散距離及疏散寬度等嚴格執行國家現行規范。

5.7 綠化景觀系統

整個基地主要采用園林式布局，在主入口處設置綠化花園，建少城市道路交通噪音的干擾，基地內部通過單體的造型和空間限定，并結合場地原有果樹綜合考慮，將建筑置身于生態園林的大環境之中，以綠化景觀中心為主要元素，通過道路綠化，與個建筑的庭院綠化聯為一體，創造出層次豐富的景觀空間。

6 結束語

總平面規劃設計是建筑設計的基礎，即使是一棟建筑物也要研究總平面規劃的問題，在規劃設計時如何充分利用場地現狀資源，減少不利因素影響，完善規劃方案成為建筑師首要解決的問題。對于建筑總體布局應必須處理好建筑與現狀環境、地形道路、綠化、相鄰建筑等之間的關系，做到分區明確、布局合理、聯系方便，才能規劃出更具人性化、出色的方案，實現民用建筑的可持續發展策略。

參考文獻：

[1] 全國民用建筑工程設計技術措施（規劃·建筑·景觀）2009，中國計劃出版社

[2] 民用建筑場地設計，中國建筑工業出版社