關于建筑結構設計中抗震設計的應用控制研究

【摘要】針對目前建筑結構設計中抗震設計應用控制過程存在的問題，文章從實踐角度出發(fā)，分析了建筑結構設計中抗震設計的應用控制要點，并提出了實踐控制的方法策略，其目的是為相關建設者提供一些理論依據(jù)。結果表明，只有與工程項目的實際情況相結合，才能使建筑結構設計的效果不受地震作用力的過多影響，進而保證工程項目建設使用的安全穩(wěn)定性。

【關鍵詞】建筑結構設計；抗震設計；建筑結構剛度；弱化地震影響

建筑物安全穩(wěn)定的使用效果，是建筑用戶對居住環(huán)境的基本要求。因此工程建設人員應從實踐角度出發(fā)，在明確抗震設計的應用控制要點，如：抗震設計的規(guī)范化控制、優(yōu)化抗震設計控制理念以及強化抗震設計控制措施，來使地震作用的影響得到最大化的控制之外。同時在實踐抗震設計工作中，應與工程項目的實際情況相結合，通過考慮地基穩(wěn)定性的影響因素及控制建筑結構剛度來弱化地震對建筑結構的影響；通過設防標準控制來強化建筑結構設計中抗震設計的應用控制效果。工程項目建設人員應以此為重點，在明確抗震設計應用控制要點的情況下，滿足建筑用戶安全可靠需求。

1、研究建筑結構設計中抗震設計應用控制的現(xiàn)實意義

當前，建筑結構設計中的抗震設計，是維護建筑用戶生命財產(chǎn)安全的重要設計工作內(nèi)容。從我國最近發(fā)生的幾次較大規(guī)模地震可以看出，除了地震災害本身的破壞性強且烈度高外，建筑結構的抗震能力是否有效，是傷亡損失情況的最根本的決定性因素。經(jīng)分析，導致建筑結構抗震能力效果不高問題在于：施工建設單位基于對建筑物經(jīng)濟效益及成本的考量以及實際設計技術應用水平的限制。因此，建筑工程結構設計人員，應以實際工程項目為例，分析建筑結構設計中抗震設計的應用控制要點，并提出實踐控制的方法策略。使建筑結構設計的應用，能以更趨安全可靠的狀態(tài)，服務于建筑用戶，進而使人們能夠更為安全高效的投入到實際的生產(chǎn)建設過程[1]。

2、建筑結構設計中抗震設計的應用控制要點

2.1抗震設計的規(guī)范化控制

建筑結構設計中的抗震設計規(guī)范化，需由相關管理部門不斷優(yōu)化結構抗震規(guī)范，來進行實現(xiàn)。具體來說，就是結合各個國家地區(qū)的建筑結構抗震設計實踐情況與經(jīng)驗，不斷完善設計控制的規(guī)范標準。如地基抗震分析、結構抗震措施以及結構動力計算等。相關人員應將安全性，作為實現(xiàn)抗震設計規(guī)范化的首要目標，為建筑結構設計實踐提供科學合理的應用控制依據(jù)。

2.2優(yōu)化抗震設計控制理念

建筑結構設計人員應結合當前建筑行業(yè)的快速發(fā)展進程，對抗震設計控制提出 “三水準與兩階段”的設計理念。三水準指：小震不損壞、中震可修護以及大震不倒塌。而兩階段的設計理念為：當建筑結構遭遇第一設防烈度地震時，因其設計滿足本地區(qū)抗震設防烈度要求，所以，不會受到損害、無需進行修護處理，就可繼續(xù)使用。此抗震設計階段，要求建筑結構滿足多遇地震作用下的承載力極限狀態(tài)驗算要求，且建筑彈性變形不會超出既定的彈性變形限值。

而當建筑物結構遭遇第二設防烈度的地震，即達到本地區(qū)抗震設防烈度的基本烈度地震時，結構屈服將進入非彈性變形階段。此時，建筑物就會受到一定程度的破壞影響，但經(jīng)過修護處理后，仍可繼續(xù)使用。因此抗震設計理念的優(yōu)化，就是通過使建筑結構具備抗震延性，以最大限度的避免脆性破壞問題出現(xiàn)[2]。

2.3強化抗震設計控制措施

抗震設計控制措施的強化，除了要考慮概念設計與結構抗震設計外，還應將建筑高度的限制與結構延性重視起來。具體來說，就是從概念設計、抗震驗算與構造措施三個方面入手，并將抗震與消震充分結合起來，以構建出地震力設計與建筑結構延性相互影響的雙重設計控制體系措施。最后，還要利用相應的結構措施來進行減震處理，繼而降低建筑結構受地震作用的影響，以保證工程項目建設使用的整體經(jīng)濟效益。

3、建筑結構設計中抗震設計的應用控制實踐

以湖南地區(qū)某建筑物結構設計為例，其在進行抗震力設計控制時，采用對稱性與規(guī)則性控制、加設隔震層以及反擺設置等，提高結構設計安全性。首先，在抗震設計中考慮地基穩(wěn)定性的影響因素，并優(yōu)選具有作用穩(wěn)定性效果的地基，來降低地基結構變形問題對結構抗震效果的影響。而對于同一建筑結構單元，其設計控制應保證在性質(zhì)一致的地基環(huán)境下，將地基結構的最大潛力作用于建筑結構設計中，使結構的抗震能力效果充分發(fā)揮出來。此外，還要盡可能保證建筑結構設計的對稱性與規(guī)則性，來降低因地震作用而出現(xiàn)的建筑變形，或是用以避免因地震作用力過于集中而使建筑產(chǎn)生的扭曲問題[3]。

其次，控制建筑結構剛度。此抗震設計應用控制目標的實現(xiàn)，要求工程建設人員應采用大量的鋼筋混凝土，以使結構具備加層加固功能作用。目前，建筑結構的加固主要有兩種情況：第一種，所需加層的建筑結構體系為鋼結構，其上部結構為：鋼結構；下部結構為：鋼筋混凝土結構體系，此結構體系既定的抗震規(guī)范中未有涉及。第二種，當屋蓋部位為鋼結構，而鋼筋混凝土結構是整個建筑物結構的抗側(cè)力體系。由此可以看出，建筑結構的剛度控制，應嚴格按照相關管理部門制定的規(guī)范標準對建筑結構設計進行抗震設計[4]。

再次，弱化地震對建筑結構的影響。當前市場環(huán)境中，應用效果最佳的設計控制措施為，在建筑基礎與建筑主體部分間加設隔震層，或是在建筑物頂端部位加設以反擺，以使建筑物在地震作用下的位移朝著反方向移動。如圖1所示，為隔震層加設示意圖。

圖1 隔震層加設示意圖

這就降低了地質(zhì)作用下，建筑物位移的加速度，進而弱化了地震作用力的影響程度。據(jù)權威數(shù)據(jù)統(tǒng)計，反擺設置的科學合理性，將降低地震作用力影響的65%，最大化的減少了對建筑物內(nèi)部物品的影響。

最后，本工程項目建筑結構的抗震設計人員還對設防標準進行優(yōu)化控制。對于甲類與乙類建筑工程來說，當建筑結構的抗震設防烈度為6-8度時，應滿足本地抗震設防的情況下，再高1度。而丙類建筑工程，其抗震設計措施（下轉(zhuǎn)248頁）（上接246頁）的應用與抗震作用的控制，均與涉及地區(qū)的抗震設防要求一致，否則，將會降低建筑結構設計控制的安全可靠性。對于丁類建筑工程來說，其建筑結構的抗震設計控制措施，可低于涉及地區(qū)的抗震設防要求，但地震作用的影響要與本地的抗震設防要求一致。如此，就能使建筑結構的抗震設計效果起到事半功倍的效果，進而為建筑用戶提供安全舒適的生產(chǎn)生活環(huán)境[5]。

結語：

綜上所述，建筑結構設計中，抗震設計的應用控制要在明確相應的優(yōu)化措施情況下，與工程項目的實際情況進行結合，以強化建筑結構作用實踐的抗震效果。事實證明，只有最大限度的降低地震力給建筑物帶來的不穩(wěn)定性影響，才能使建筑工程項目的建設使用與既定要求一致。故，工程項目建筑結構設計人員應將上述分析內(nèi)容與科研成果更多地作用于實際工程的抗震設計工作中，以使地震災害發(fā)生后對建筑物帶來的位移、破壞以及坍塌等危害影響降到最低，進而服務于現(xiàn)代化經(jīng)濟建設的全面發(fā)展進程。

參考文獻：

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[3]趙少偉，崔紅娜，李玉祥，高洪健.位移與速度型消能器在某不規(guī)則建筑結構抗震設計中的混合應用[J].科技導報，2015，33（18）：56-61.

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[5]朱學超.高層框架結構短柱的抗震設計的分析和處理辦法[J].科技與企業(yè)，2013（04）：214.

作者簡介：

梁荔（1983.7-）女，湖南岳陽，工程師，主要從事建筑結構設計方面工作。