建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計關(guān)鍵問題分析

摘要：在借助結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計過程中，抗震設(shè)計的質(zhì)量非常重要。對此必須要對建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計起到足夠的重視，明確具體的問題與設(shè)計方式，優(yōu)化設(shè)計流程，進(jìn)而保障其可以在根本上提升建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計性能。對此文章主要對建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的關(guān)鍵問題進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計；關(guān)鍵問題

引言

近年來，在我國很多地區(qū)發(fā)生的地震災(zāi)害都比較嚴(yán)重，且造成了很大的經(jīng)濟(jì)損失。我國一直致力于地震研究，并積極借鑒國外抗震經(jīng)驗，根據(jù)我國社會發(fā)展與環(huán)境實際情況，研究地震災(zāi)害并制定有效防震措施，希望能夠增強(qiáng)建筑物的抗震與抗倒塌能力，降低地震災(zāi)害的破壞，盡可能保護(hù)人們的生命與財產(chǎn)安全。

1、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計內(nèi)涵

一般，建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計主要就是通過研究地震對建筑結(jié)構(gòu)的破壞，結(jié)合長期實踐積累經(jīng)驗，總結(jié)獲得的一種有效設(shè)計思想與方法。根據(jù)地震理論，地震是一種隨機(jī)性強(qiáng)的振動，其復(fù)雜、隨機(jī)與不確定性等特點突出。從目前來看，還沒有一種有效的方式能夠想準(zhǔn)確的預(yù)測建筑物可能存在的地震特性與參數(shù)。所以，在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計工作中，還不能對建筑結(jié)構(gòu)空間、性質(zhì)、材料及外界變化等各種因素進(jìn)行綜合考慮，具有一定的不確定性。建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計不能依賴于計算結(jié)果，而是要以實際地震中工程震害的破壞部位和破壞發(fā)生原理，結(jié)合地震動理論，在此基礎(chǔ)上總結(jié)與之相關(guān)的建筑抗震設(shè)計方法，以此作為建筑抗震設(shè)計的突破點，從根本上提升建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震性能。

2、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的重要性

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，抗震設(shè)計的主要內(nèi)容是設(shè)計人員通過以往地震中建筑倒塌的數(shù)量、破壞情況等進(jìn)行總結(jié)，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合當(dāng)下的設(shè)計理念、建筑場地的實際情況來進(jìn)行趨于完善的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計，使建筑能夠抵抗一定烈度等級的地震災(zāi)害。抗震設(shè)計的目標(biāo)是為了保證人們的財產(chǎn)、生命安全等，為其提供更加穩(wěn)定安全的生活環(huán)境。因此，設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)充分考慮地震的主要破壞機(jī)理，以便站在全局的角度完成抗震參數(shù)的設(shè)計，使建筑結(jié)構(gòu)的外形、結(jié)構(gòu)、構(gòu)件質(zhì)量等都能夠提高建筑的質(zhì)量，達(dá)到設(shè)計的抗震設(shè)防目標(biāo)。另外，在方案設(shè)計階段，為了給建筑方案提供正確的概念和思路，需要結(jié)構(gòu)工程師綜合運用其掌握的結(jié)構(gòu)概念，選擇使用效果最好、造價最經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)方案。

3、影響建筑結(jié)構(gòu)抗震能力因素分析

3.1建筑原材料的影響

對于建筑工程來說，建筑原材料對建筑工程自重的影響是最大的，同時也會在很大程度上影響到建筑結(jié)構(gòu)抗震能力。依照相關(guān)研究得出，地震災(zāi)害對于建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的破壞作用和建筑工程自重大小存在正相關(guān)性，也就是說建筑工程的自重越高，則建筑結(jié)構(gòu)受到的破壞便會越嚴(yán)重。所以，進(jìn)行原材料選擇過程中，要求采用強(qiáng)度相對高，但是質(zhì)量相對輕的原材料。

3.2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的影響

不同時代人們擁有不同的審美觀，而審美的不同也導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計存在差異。開展建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作時，除了應(yīng)當(dāng)關(guān)注人們審美因素之外，同時也應(yīng)當(dāng)保證建筑結(jié)構(gòu)所擁有的剛性以及質(zhì)性能夠更好重合，最大限度降低地震災(zāi)害對建筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)作用，從而有效的改善其抗震性能。

4、抗震設(shè)計的關(guān)鍵問題分析

4.1對建筑工程材料的質(zhì)量進(jìn)行控制

在一個建筑工程里面，除了結(jié)構(gòu)會影響到建筑的抗震效果，建筑材料的好壞也會對抗震產(chǎn)生影響。在建筑工程里面，會用到很多的施工材料，所以，這些施工材料對建筑工程的質(zhì)量和抗震效果會產(chǎn)生巨大的影響。一般情況下，建筑材料的強(qiáng)度，剛度等性能都會影響到建筑的抗震性，另外，建筑材料的連續(xù)性還有均衡性也會影響到抗震的性能。選擇建筑材料的時候，要查看檢測報告，看具體參數(shù)是不是達(dá)到了抗震的要求。不能貪圖便宜選擇不合格的產(chǎn)品。

4.2建筑場地的嚴(yán)謹(jǐn)選擇

在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計過程中，必須要對建筑場地進(jìn)行合理的選擇，保障場地具有一定的抵御能力，可以降低地震破壞性。例如，可以在開闊平坦的堅硬場地以及密實均勻的硬場地土等類型的地段中進(jìn)行建設(shè)，避免在軟弱突襲、液化土壤以及狀態(tài)相對不均勻的場地中進(jìn)行建設(shè)。對于地震高危的危險地段，在地震產(chǎn)生的過程中很容易出現(xiàn)較為嚴(yán)重的崩塌、地陷、泥石流、滑坡等問題，對此在這些區(qū)域建設(shè)工程勢必會直接的降低其整體的抗震性能。同時，在地震產(chǎn)生的時候，勢必會引發(fā)建筑物的損壞以及各種倒塌等災(zāi)害性問題。對此在實踐中必須要保障建筑結(jié)構(gòu)自身的抗震性能，在進(jìn)行工程項目的構(gòu)建過程中，要盡可能的避免一些對于建筑物有著直接影響的場地，如果無法避免，必須要采取有效的加固措施與手段，綜合地質(zhì)狀況以及周邊環(huán)境，合理的進(jìn)行抗震設(shè)計，這樣才可以提升建筑結(jié)構(gòu)的抗震性以及穩(wěn)定性，避免各種嚴(yán)重的損害問題出現(xiàn)。

4.3科學(xué)選擇抗震結(jié)構(gòu)體系

首先結(jié)構(gòu)體系要能概括出計算簡圖和內(nèi)力傳遞路線，同時為了增加安全裕度，避免因部分構(gòu)件的地震破壞而引發(fā)建筑整體結(jié)構(gòu)體系失去抗震能力或承載能力，應(yīng)設(shè)置多道抗震防線，比如地震發(fā)生時，在框架結(jié)構(gòu)中，填充墻應(yīng)先于框架破壞；框架-抗震墻結(jié)構(gòu)中，抗震墻應(yīng)先受水平地震力破壞。同時，在概念設(shè)計中要重視強(qiáng)度、剛度的合理分布，質(zhì)心和剛心偏心距越小越好，避免因局部削弱或突變形成薄弱部位，在遇到地震破壞時產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中或塑性變形集中；對可能出現(xiàn)的薄弱部位，需采取有效措施以提高抗震能力。

4.4科學(xué)設(shè)定建筑防震縫寬度

隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，建筑工程從規(guī)模到外觀，都發(fā)生了相應(yīng)的變化，特別是建筑結(jié)構(gòu)形體日益復(fù)雜，防震縫設(shè)置就顯得尤為重要。例如，在建筑地基不均勻處，建筑物長度較大，或錯層較大情況下，防震縫設(shè)置非常重要。對于防震縫寬度的設(shè)計，國家及建筑行業(yè)內(nèi)也頒布了相應(yīng)的規(guī)定。（1）、如果建筑物整體高度低于15米，其防震縫寬度設(shè)置為10cm。（2）、如果建筑物整體高度超出15米，在6度、7度、8度及9度高度分別增加5米、4米、3米及2米，其防震縫寬度相應(yīng)的增加20mm。在建筑抗震設(shè)計中，設(shè)計人員要嚴(yán)格依照上述規(guī)范要求，科學(xué)規(guī)范的確定建筑防震縫寬度。

4.5科學(xué)布置建筑物的平、立面

首先，盡可能的選擇較為簡單的建筑結(jié)構(gòu)。一些較為簡單的建筑結(jié)構(gòu)就可以通過一些計算模型以及設(shè)計軟件，對整個建筑物受到地震影響過程中的實際情況進(jìn)行模擬，對建筑結(jié)構(gòu)的位移內(nèi)力進(jìn)行精準(zhǔn)的分析，合理的加固結(jié)構(gòu)薄弱的部位，提升其整體的穩(wěn)定性。其次，建筑剛度的中心必須要保障與結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量相吻合，在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計過程中，要保障整個建筑結(jié)構(gòu)的豎向分布剛度與質(zhì)量的對等性。最后，建筑的平、立面的剛度以及質(zhì)量的分布要對稱，在對其進(jìn)行設(shè)計的過程中，必須要保障整個建筑物以及相關(guān)獨立單元的應(yīng)力剛度以及質(zhì)量的整體對稱性，這樣才可以提升整個建筑物結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

4.6非結(jié)構(gòu)部件處理

這里所說的非結(jié)構(gòu)部件通常就是那些不需要對承載能力予以重點關(guān)注的部件，比方說內(nèi)隔板、樓梯踏步板以及框架填充墻等。當(dāng)然，這并不是說對這些非結(jié)構(gòu)部件就不需要關(guān)注的。就從填充墻角度來看，其對框架結(jié)構(gòu)是有一定程度的影響的，其能夠切實增強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度，而自振周期則會變短，這樣一來，地震之時建筑所承受的水平作用力會變大。砌體填充墻和輕型隔墻是有著一定的差別的，填充墻的抗側(cè)移剛度明顯是要大一些的，因而布置一定要合理，要確保呈現(xiàn)出對稱均勻的特性，這樣可確保結(jié)構(gòu)不會出現(xiàn)偏心的狀況。沿著房屋的豎向，填充墻一定要連續(xù)貫通，這樣方可使得框架剪力不會出現(xiàn)顯著增加的狀況。另外，還可將砌體填充墻作為圍護(hù)墻來使用，此時要通過一定的方法來確保床裙墻不會對框架柱產(chǎn)恒嵌固作用，避免短柱的情況產(chǎn)生。

5、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計注意事項

對于建筑抗震設(shè)計而言，要想確保其抗震性能，設(shè)計人員要做好以下幾方面工作。（1）、建筑布局設(shè)計要科學(xué)、合理，確保結(jié)構(gòu)受力體系清晰，避免出現(xiàn)應(yīng)力集中，地震作用不均勻分布的情況，在此基礎(chǔ)上抵御地震作用對建筑結(jié)構(gòu)造成的影響。（2）、建立完善的抗震體系，設(shè)置多道防線，以此保證在地震的持續(xù)作用下，有足夠的耗能構(gòu)件可以吸收地震作用，防止出現(xiàn)倒塌的風(fēng)險。（3）、依照不同建筑設(shè)防類別，調(diào)整建筑梁、墻柱等節(jié)點部分的抗震等級，確保在中震、大震等罕遇地震作用下抗震性能目標(biāo)的實現(xiàn)。

6、結(jié)語

由上可知，在不可抗力的地震災(zāi)害面前，雖然無法做到有效的規(guī)避，但是可以通過加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計來提高建筑的穩(wěn)定性。設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)在做好建筑選址的前提下，對抗震參數(shù)進(jìn)行精確設(shè)計，并在設(shè)置多種抗震防線的基礎(chǔ)上，做好建筑空間布局設(shè)計，以提高建筑整體的安全穩(wěn)定性能。隨著生活水平的不斷提高，為了順應(yīng)了社會的發(fā)展出現(xiàn)了很多的高層建筑，為保證建筑使用的合理性，抗震設(shè)計要巧妙的融入到建筑方案設(shè)計之中，做到有效保證廣大居民的生命財產(chǎn)安全，最大限度的排除一切地震給人們帶來的傷害，維護(hù)我們共有的和諧家園。

參考文獻(xiàn)：

[1]葉列平，繆志偉，程光煜，等.建筑結(jié)構(gòu)基于能量抗震設(shè)計方法研究[J].工程力學(xué)，2014，31（6）：1～12.

[2]馬玲.關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計若干問題的思考[J].門窗，2016（12）：118.

[3]黎靜.高層建筑抗震設(shè)計研究[J].工程技術(shù)研究，2017，（5）：220-221.