有關(guān)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震設(shè)計(jì)探討

趙文伯

摘要：伴隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，城市自身的建設(shè)腳步開始快速的提升，樓房在使用上的安全性已經(jīng)變成了居民所共同關(guān)心的問題。在當(dāng)前這些安全要素里，抗震能力可以說是受到普遍關(guān)注的焦點(diǎn)。本文探討了建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素和相關(guān)的抗震措施。

關(guān)鍵詞：建筑；抗震結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)要素；措施

按照相關(guān)的統(tǒng)計(jì)，全球每年都胡產(chǎn)生500萬次左右的地震，其中5級(jí)以上的大概在1000次左右的強(qiáng)烈地震。假如強(qiáng)烈的地震發(fā)生在人類聚居的地區(qū)，就會(huì)出現(xiàn)地震災(zāi)害。為了預(yù)防并且降低地震災(zāi)害，有必要對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震分析和采取抗震設(shè)計(jì)的方式使其能夠預(yù)防地震造成的傷害。因此如何正確并且合理的使用抗震設(shè)計(jì)方法是非常主要的問題。

1、建筑抗震概念設(shè)計(jì)遵循的基本原則

1.1整體合理性原則

在建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，要注意建筑的整體合理性。雖然建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要注意相關(guān)抗震設(shè)計(jì)，但在抗震設(shè)計(jì)過程中還是需要對(duì)建筑整體的合理性給予關(guān)注，防止其與相關(guān)建筑規(guī)范相悖。在建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，許多建筑物都有基本的要求，這些要求是為了保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，所以要注意遵守基本要求。

1.2結(jié)構(gòu)合理性原則

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，要始終保證建筑結(jié)構(gòu)的合理性，從建筑整體布局和整體結(jié)構(gòu)的考慮，最大限度地保證建筑結(jié)構(gòu)的合理性。對(duì)于建筑物的布局應(yīng)考慮平衡和穩(wěn)定，盡可能減少建筑物的側(cè)向拉力，保證建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

1.3垂直統(tǒng)一的原則

在當(dāng)前建筑設(shè)計(jì)時(shí)，還需要對(duì)建筑自身的豎向均勻給予關(guān)注，在出現(xiàn)地震的時(shí)候，建筑其自身會(huì)承擔(dān)比較大的外力，這時(shí)候就會(huì)使得建筑產(chǎn)生形變。假如建筑自身的豎向設(shè)計(jì)不均勻，在不均勻的應(yīng)力影響下，一旦建筑自身的強(qiáng)度和剛性出現(xiàn)不足的情況，那么就會(huì)使得建筑產(chǎn)生扭曲，令建筑整體存在形變的可能，使得建筑自身的危險(xiǎn)系數(shù)持續(xù)提升。所以在涉及建筑自身結(jié)構(gòu)抗震的時(shí)候，需要盡可能的保證建筑自身的豎向均勻，針對(duì)建筑的豎向受力情況給予詳盡分析與了解，保證建筑豎向上的力可以被抑制在有效的范圍中。另外，還需要保證建筑物中墻柱等承重結(jié)構(gòu)上下保持一致的鏈接，這樣可以令建筑自身的整體性得到提升，令建筑具備吸收地震力的能力，減少地震對(duì)建筑結(jié)構(gòu)造成的破壞。

2、建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要素及抗震措施

2.1選擇場(chǎng)地

在選擇建筑施工現(xiàn)場(chǎng)的過程中，設(shè)計(jì)人員必須先執(zhí)行施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)環(huán)境，盡量避開抗震的位置。這不僅確保了建筑物的穩(wěn)定性和安全性，而且確保了整個(gè)建筑物的安全。項(xiàng)目建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益進(jìn)一步得到保證。因此，在施工現(xiàn)場(chǎng)選擇實(shí)施過程中，通常采用非地震斷層進(jìn)行相關(guān)施工工藝，有效提高工程施工質(zhì)量。

2.2設(shè)計(jì)合理的建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)

計(jì)算和分析參數(shù)設(shè)計(jì)是實(shí)施建筑物各個(gè)部件的地震響應(yīng)和地震作用計(jì)算。包括各種柱，柱和梁的變形和承載能力的計(jì)算。精確的計(jì)算模型是建立在建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作條件基礎(chǔ)上的，在概念設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了合理的簡化處理和計(jì)算。當(dāng)在多次地震作用下的復(fù)雜結(jié)構(gòu)進(jìn)行變形和內(nèi)力分析時(shí)，所用的力學(xué)模型不得少于兩個(gè)，且不同。有兩個(gè)關(guān)鍵的計(jì)算理論。它們是主張應(yīng)力和剪切摩擦理論。其中，主張應(yīng)力原理適用于磚石結(jié)構(gòu)，剪切摩擦理論適用于磚石結(jié)構(gòu)。計(jì)算機(jī)的計(jì)算結(jié)果必須仔細(xì)分析和判斷。確認(rèn)其科學(xué)有效的結(jié)果后，可用于工程設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的位移、剪重比、自振周期等是結(jié)構(gòu)計(jì)算控制的關(guān)鍵計(jì)算結(jié)果。

2.3抗震設(shè)計(jì)中的多重防線

在正常情況下，地震的持續(xù)時(shí)間相對(duì)較短。面對(duì)連續(xù)的地震襲擊，多條地震防線可以使地震造成的破壞有效減少，并在一定時(shí)間內(nèi)讓人們逃生。因此在高層建筑中設(shè)計(jì)多條地震線路尤為重要。

2.3.1韌性結(jié)構(gòu)

延展性通常是指在建筑物或結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件具有承載能力的情況下不會(huì)降低塑性變形能力的特征。在實(shí)施建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員可以考慮使用延性結(jié)構(gòu)構(gòu)件，充分利用延性結(jié)構(gòu)的變形能力，使建筑結(jié)構(gòu)在接收地震能量時(shí)能夠消散。

2.3.2靜態(tài)不確定結(jié)構(gòu)

建筑物中的靜定結(jié)構(gòu)通常是指具有一定自由度的建筑結(jié)構(gòu)。發(fā)生地震時(shí)，只要結(jié)構(gòu)中的隨機(jī)節(jié)點(diǎn)被破壞，或發(fā)生塑性鉸，就會(huì)創(chuàng)建建筑物的整體結(jié)構(gòu)。坍方。為了應(yīng)對(duì)這種情況，建筑物內(nèi)的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須設(shè)計(jì)為靜定結(jié)構(gòu)，并建立相應(yīng)的多通道設(shè)防結(jié)構(gòu)。所謂的靜不定結(jié)構(gòu)是設(shè)計(jì)若干個(gè)失效點(diǎn)或屈服點(diǎn)，以確保如果第一個(gè)抗震設(shè)防結(jié)構(gòu)中的損傷點(diǎn)或屈服點(diǎn)在地震過程中受到損壞，這只會(huì)使得靜態(tài)不確定結(jié)構(gòu)減小，但不會(huì)對(duì)建筑物的整體結(jié)構(gòu)造成毀滅性的損害。

2.4提高結(jié)構(gòu)的延性

結(jié)構(gòu)的延性反映了結(jié)構(gòu)的變形能力，是避免地震效應(yīng)破壞的重要原因之一。良好結(jié)構(gòu)的延展性有助于減少地震效應(yīng)，吸收和消散地震能量，并避免結(jié)構(gòu)損壞。部件的損壞和撤離將使所有結(jié)構(gòu)從一個(gè)穩(wěn)定系統(tǒng)過渡到另一個(gè)穩(wěn)定系統(tǒng)，從而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)周期的變化，以避免由地震的長期持續(xù)效應(yīng)引起的共振效應(yīng)。

2.5確保結(jié)構(gòu)完整性

該結(jié)構(gòu)是由大量連接在一起的部件組成的整體，并通過協(xié)調(diào)各種部件以有效抵抗地震效應(yīng)。如果結(jié)構(gòu)在地震作用下失去其整體性，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震性可能無法充分發(fā)揮。這簡單地使結(jié)構(gòu)變成機(jī)動(dòng)車身并破壞它。因此，結(jié)構(gòu)完整性是確保每個(gè)結(jié)構(gòu)在地震作用下有所協(xié)調(diào)的關(guān)鍵條件。抗震概念規(guī)劃的關(guān)鍵內(nèi)容是確保結(jié)構(gòu)完整性。

2.6建筑結(jié)構(gòu)平面布置的規(guī)則和排列

根據(jù)抗震概念，實(shí)施建筑平面和高程的相關(guān)設(shè)計(jì)，保證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的規(guī)律性。通常不建議采用特別不規(guī)則的方案。根據(jù)相關(guān)政策規(guī)定，對(duì)于不規(guī)范的建筑設(shè)計(jì)，采用空間結(jié)構(gòu)計(jì)算模型。對(duì)于顛簸和不規(guī)則性，使用復(fù)合地板平面剛度剛度變化的計(jì)算模型。對(duì)于較弱的位置，乘以內(nèi)力增加系數(shù)，按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行彈塑性變形分析，并對(duì)弱位置實(shí)施針對(duì)性的抗震結(jié)構(gòu)措施。

結(jié)束語

綜上所述，建筑抗震設(shè)計(jì)是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要基礎(chǔ)，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和建筑抗震設(shè)計(jì)之間彼此相互聯(lián)系，只有對(duì)二者之間的相互協(xié)作給予保證，才能夠使得建筑物自身的抗震效果獲得提升與保障。