建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)問(wèn)題與探討

(中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)中南電力設(shè)計(jì)院有限公司，湖北 武漢 430071)

抗震設(shè)防簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是為達(dá)到抗震效果，在工程建設(shè)時(shí)對(duì)建筑物進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)并采取抗震措施。

地震的形成可以分為結(jié)構(gòu)地震以及火山地震等形式，當(dāng)?shù)刭|(zhì)層內(nèi)部存在一定的應(yīng)力集中時(shí)，其應(yīng)力為了得到較好的釋放，就會(huì)形成一定的地質(zhì)壓實(shí)以及坍塌，這就會(huì)形成地震。當(dāng)前對(duì)地震進(jìn)行十分精準(zhǔn)預(yù)測(cè)的難度還較大，同時(shí)由于其覆蓋面十分廣，因此其對(duì)地面的建筑物以及其他設(shè)施等造成的影響也較大。當(dāng)無(wú)數(shù)次的地震對(duì)人類(lèi)造成嚴(yán)重傷害之后，人們已經(jīng)對(duì)地震預(yù)防及預(yù)測(cè)的方法進(jìn)行了一定的研究。建筑設(shè)計(jì)人員也在實(shí)際的建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，進(jìn)行了相應(yīng)的抗震設(shè)計(jì)，使得建筑物的抗震能力得到提升，使得人們的安全得到更好的保障。

1 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的三大關(guān)鍵問(wèn)題

1.1 明確建筑抗震設(shè)計(jì)概念問(wèn)題

抗震設(shè)防目標(biāo)是指建筑結(jié)構(gòu)遭遇不同水準(zhǔn)的地震影響時(shí)，對(duì)結(jié)構(gòu)，構(gòu)件，使用功能，設(shè)備的損壞程度及人身安全的總要求，由此提出了“小震不壞,中震可修,大震不倒”的設(shè)計(jì)理念。對(duì)罕遇地震抗震設(shè)計(jì)中，通過(guò)試驗(yàn)以及理論分析表明，加大建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的界面尺寸不是唯一的減小地震影響的方式，最佳的方式應(yīng)該是使得建筑本身具有一定的耗能性。抗震的主要方式就是當(dāng)?shù)卣鸩▉?lái)臨時(shí)建筑能夠及時(shí)將其外界的振動(dòng)進(jìn)行耗能減除，因此，使得其耗能性加強(qiáng)是當(dāng)前的抗震設(shè)計(jì)方面十分關(guān)鍵的技術(shù)。因此在進(jìn)行實(shí)際的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，雖然采用較大的界面尺寸，能夠在一定程度上提升其結(jié)構(gòu)的承受荷載的能力，但是由于結(jié)構(gòu)尺寸越大，使得其耗能性也降低，因此也較容易使得其產(chǎn)生脆性破壞。因此，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)應(yīng)使其關(guān)鍵構(gòu)件的抗震強(qiáng)度得到提升，能夠盡可能的保證建筑物的整體性和安全性。

1.2 選擇合適的施工地址

施工地址對(duì)建筑的抗震性能至關(guān)重要，良好的施工地址，能夠確保建筑安全與穩(wěn)固；施工場(chǎng)地土質(zhì)疏松、地震頻發(fā)的地區(qū)，建筑在地震來(lái)臨時(shí)容易發(fā)生沉降、傾斜等情況，對(duì)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全造成威脅。建筑的抗震設(shè)計(jì)需根據(jù)不同的建筑場(chǎng)地條件進(jìn)行不同程度的設(shè)計(jì)。

1.3 根據(jù)功能進(jìn)行抗震設(shè)防分類(lèi)

根據(jù)建筑遭遇地震破壞后，可能造成人員傷亡，直接和間接經(jīng)濟(jì)損失，社會(huì)影響程度及其在抗震救災(zāi)中的作用等因素，對(duì)建筑物抗震等級(jí)分為四個(gè)等級(jí)，甲類(lèi)建筑的抗震設(shè)防要求最高，這類(lèi)建筑一般是對(duì)人們十分關(guān)鍵的建筑，例如三級(jí)醫(yī)院中的相關(guān)建筑，對(duì)這些建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要進(jìn)行特殊設(shè)防的建筑。乙類(lèi)建筑是地震時(shí)使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)的生命線相關(guān)建筑。而我們?nèi)粘＞幼〉慕ㄖ拐鹪O(shè)防類(lèi)別屬于丙類(lèi)。除了上述結(jié)構(gòu)形式之外的建筑都是稱(chēng)為丁類(lèi)建筑，這類(lèi)建筑的抗震等級(jí)最低，一般是附屬建筑或者臨時(shí)搭建的建筑，例如工地的工棚等形式。對(duì)建筑物進(jìn)行抗震設(shè)防分類(lèi)，能有效利用較小的經(jīng)濟(jì)手段達(dá)到較優(yōu)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效果。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)探討

2.1 抗震設(shè)計(jì)的全局考慮

建筑物的抗震設(shè)計(jì)，首先要從全局把控，整體考慮，這樣才能設(shè)計(jì)出具有優(yōu)良抗震性能的建筑。

(1)場(chǎng)地選擇。根據(jù)建筑功能選擇合理的場(chǎng)地是關(guān)鍵，在不利地段修建甲類(lèi)或乙類(lèi)建筑，需采取強(qiáng)有效的措施，保證建筑物的安全，付出的代價(jià)相當(dāng)高。

(2)基礎(chǔ)形式選擇。建筑功能、場(chǎng)地地質(zhì)條件不同，可以采用獨(dú)立基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)，但是基礎(chǔ)的牢固性和整體性差別很大，對(duì)抗震性能影響很大。設(shè)計(jì)之初應(yīng)從經(jīng)濟(jì)、抗震安全的方面進(jìn)行整體上考慮，選擇合適的基礎(chǔ)形式。

(3)建筑平立面設(shè)計(jì)。建筑平立面設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量避免扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、側(cè)向剛度不規(guī)則、豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)等。建筑平立面不規(guī)則，質(zhì)心和剛心偏心距越過(guò)大，或者局部削弱或突變?nèi)菀仔纬杀∪醪课唬谟龅降卣鹌茐臅r(shí)產(chǎn)生過(guò)大的應(yīng)力集中或塑性變形集中， 對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力嚴(yán)重不利。不規(guī)則的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，嚴(yán)重的影響了建筑物的抗震能力。

2.2 抗震設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)

(1)建筑材料選擇。為了使材料對(duì)抗震更加順利，就需要對(duì)選用的抗震材料的質(zhì)量進(jìn)行一定的要求。進(jìn)行實(shí)際的設(shè)計(jì)之前 ，需要對(duì)當(dāng)?shù)氐那闆r進(jìn)行更加詳細(xì)的了解，選擇質(zhì)量較輕，強(qiáng)度較高，抗震延性好的材料，并采取有效措施保證構(gòu)件間連接強(qiáng)度，就能夠保證結(jié)構(gòu)整體抗震性能。

(2)構(gòu)件的合理布置。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的布置合理對(duì)結(jié)構(gòu)的整體抗震性能很關(guān)鍵。首先要橫向和縱向抗側(cè)力構(gòu)件的布置應(yīng)均衡，保證兩個(gè)方向剛度均衡，避免兩個(gè)方向強(qiáng)弱不一。其次要保證關(guān)鍵部位加強(qiáng)，比如底部加強(qiáng)區(qū)，平面薄弱部位，豎向剛度突變部位等，均需進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件加強(qiáng)處理，以保證結(jié)構(gòu)的抗震性能。

3 結(jié) 語(yǔ)

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員應(yīng)以人類(lèi)生命安全為出發(fā)點(diǎn)，不斷提高自身的知識(shí)積累和整體素質(zhì)，根據(jù)場(chǎng)地情況、建筑功能情況，從全局宏觀把握以及細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，科學(xué)地進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，增強(qiáng)建筑的抗震性能。