房屋建筑中結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用探討

張艷林

（山西省平陸縣地震局,山西 平陸 044300）

0 引言

我國是地震多發(fā)國家，因此為了減少地震所帶來的損失，需要通過房屋的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方式，加強(qiáng)房屋的整體抗震性能。抗震結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)是指根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗(yàn)所形成的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，進(jìn)行建筑和結(jié)構(gòu)總體布置并確定細(xì)部構(gòu)造的過程。因此建筑的抗震概念設(shè)計(jì)可以通過相關(guān)的方法，在結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算的輔助下，對(duì)房屋的整體抗震性能進(jìn)行設(shè)計(jì)與提升。

1 抗震概念設(shè)計(jì)

1.1 概念設(shè)計(jì)概述

概念設(shè)計(jì)是通過一種較為抽象的方式，在腦中將對(duì)象的進(jìn)行感知和概括。這種設(shè)計(jì)方式一般不是基于計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生，尤其是對(duì)于那些難以通過計(jì)算做出精確分析或是在規(guī)范中難以進(jìn)行規(guī)定的相關(guān)問題，需要通過概念設(shè)計(jì)的方式，對(duì)不同的建筑環(huán)境和空間進(jìn)行詳細(xì)的分析，對(duì)整體的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。概念設(shè)計(jì)主要通過對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)以及相互之間的力學(xué)關(guān)系的經(jīng)驗(yàn)判斷，在抗震設(shè)計(jì)的方案階段對(duì)整體方案進(jìn)行選擇和優(yōu)化，這種方式概念清楚、定性準(zhǔn)確、算法簡便，能夠快速選擇出最佳方案并確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件的基本尺寸。

1.2 概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)計(jì)算的關(guān)系

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，采用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算已成為不可阻擋的趨勢，這種方式快捷精確，受到了廣泛的應(yīng)用。然而這導(dǎo)致了很多設(shè)計(jì)人員盲目相信計(jì)算結(jié)果，而忽略了工程的實(shí)際情況及概念設(shè)計(jì)的重要性，不注重保證結(jié)構(gòu)的整體抗震性，這樣一來只會(huì)影響到房屋的抗震穩(wěn)定性。因此在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)將概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)計(jì)算相互結(jié)合，通過概念設(shè)計(jì)對(duì)結(jié)構(gòu)計(jì)算進(jìn)行總體的指導(dǎo)，通過結(jié)構(gòu)計(jì)算對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行進(jìn)一步的驗(yàn)算以及修改，保證兩者之間的平衡，提高房屋的整體抗震性能。

2 抗震概念設(shè)計(jì)的原則

2.1 選擇合適的場地

地震對(duì)建筑的影響很大部分原因與其場地的選擇有關(guān)，一般而言地震導(dǎo)致建筑的破壞主要是由于地震時(shí)所產(chǎn)生的地面劇烈運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致房屋的破壞，第二類是由于各類災(zāi)害導(dǎo)致的房屋失穩(wěn)，第三類則是由于各種斷層錯(cuò)動(dòng)、山崖崩塌、河岸滑坡、地層陷落等地面嚴(yán)重變形直接造成。而這些都與結(jié)構(gòu)選擇的場地有直接的關(guān)系，在進(jìn)行房屋的場地選擇時(shí)，應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的地質(zhì)勘察和考察，盡量避免對(duì)房屋抗震不利的地段，選擇有利于進(jìn)行抗震并危險(xiǎn)性較小的場地。一方面提高建筑抗震安全性，一方面也能提高建筑的經(jīng)濟(jì)性。

2.2 結(jié)構(gòu)方案的選擇

結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到建筑的實(shí)際情況以及下部的工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)，在保證周圍建筑以及環(huán)境的安全性的基礎(chǔ)上，選擇經(jīng)濟(jì)性較高的方案。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分發(fā)揮地基的潛力，根據(jù)不同地基的情況進(jìn)行基礎(chǔ)方案的設(shè)計(jì)，必要時(shí)需要對(duì)地基的變形進(jìn)行驗(yàn)算。同時(shí)在設(shè)計(jì)時(shí)可以參考周邊相似建筑的抗震資料，保證建筑基礎(chǔ)方案的合理性。對(duì)于結(jié)構(gòu)上部方案的設(shè)計(jì)與選擇，則需要與相應(yīng)的基礎(chǔ)進(jìn)行合理配置，保證結(jié)構(gòu)整體的安全性。

3 抗震概念設(shè)計(jì)的應(yīng)用

3.1 建筑結(jié)構(gòu)體系

建筑結(jié)構(gòu)體系對(duì)于建筑的抗震有很大的影響，好的建筑結(jié)構(gòu)體系能提高房屋的整體性和穩(wěn)定性。科學(xué)的建筑結(jié)構(gòu)體系能夠有效的抵抗外界的變形和抗沖擊力，滿足建筑的整體剛度要求。因此在建筑的結(jié)構(gòu)體系選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)建筑的實(shí)際情況，保證建筑能夠承受自身的荷載又能在地震發(fā)生時(shí)充分抵抗外部的巨大應(yīng)力而不發(fā)生過大的變形和破壞，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)選擇時(shí)，要注意建筑物傳力途徑和受力計(jì)算的明確性，盡量避免使用轉(zhuǎn)換層，防止地震作用下建筑物發(fā)生局部破壞或傾斜現(xiàn)象。

3.2 抗震防線的綜合布置

在進(jìn)行抗震放線的布置時(shí)，應(yīng)采取多條放線共同系統(tǒng)布置的方式。由于單一的抗震防線往往比較單一，若發(fā)生地震則可能由于單條放線的破壞而造成整棟建筑的坍塌，這樣既不利于房屋的抗震穩(wěn)定性。而通過多種抗震防線相互組合的方式，則能很好的結(jié)合不同房屋的實(shí)際情況，對(duì)不同的部位進(jìn)行不同的防護(hù)措施，通過強(qiáng)弱的結(jié)合，保證房屋的整體性和抗震的強(qiáng)度。

3.3 高質(zhì)量結(jié)構(gòu)材料

建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能除了基本的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之外，還在很大程度上與其使用的建筑材料有關(guān)，建筑的質(zhì)量、強(qiáng)度以及連續(xù)性與均勻性都會(huì)影響到建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。因此在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)材料的選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)建筑的抗震要求選擇連續(xù)性好的材料，保證材料的質(zhì)量和強(qiáng)度要求。同時(shí)在選擇時(shí)，也行考慮到建筑的經(jīng)濟(jì)性，因此應(yīng)綜合考慮材料的性能與價(jià)格，保證材料性能與結(jié)構(gòu)整體性能的最優(yōu)。

3.4 結(jié)構(gòu)中薄弱部位的加固設(shè)計(jì)

建筑的結(jié)構(gòu)是一個(gè)整體，任何一個(gè)部位失穩(wěn)都會(huì)對(duì)整棟建筑造成影響，因此對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)中較為薄弱的部位，需要通過加固設(shè)計(jì)的方式保證其抗震的強(qiáng)度，保證各個(gè)部位共同工作。對(duì)于結(jié)構(gòu)中的強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)柱弱梁以及柱、梁、節(jié)點(diǎn)處應(yīng)尤其加以重視，通過箍筋加密等措施，保證建筑各個(gè)部位的構(gòu)造整體性和延展性。

4 結(jié)語

隨著近年來多發(fā)的地震災(zāi)害以及越來越大型化復(fù)雜化的建筑趨勢，在房屋建筑結(jié)構(gòu)中采用抗震概念設(shè)計(jì)的方式尤為重要，這需要建筑設(shè)計(jì)師充分掌握相關(guān)的概念設(shè)計(jì)方法，綜合應(yīng)用相關(guān)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，從建筑結(jié)構(gòu)體系的選擇、抗震防線的綜合布置、高質(zhì)量結(jié)構(gòu)材料以及結(jié)構(gòu)中薄弱部位的加固設(shè)計(jì)等方面，加強(qiáng)建筑抗震設(shè)計(jì)，保證房屋的整體安全。

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