關于建筑抗震結構設計的相關研究

【摘要】建筑企業(yè)應當從構建抗震的結構體系、抗震布局設計、抗震防線的設計等方面對建筑抗震結構設計進行研究，挖掘更有效的抗震結構設計，提高建筑工程的防震能力，保障人民群眾的生命財產安全。

【關鍵詞】高層建筑；設計研究；結構設計

前 言

一直以來，自從高層建筑成為建筑界新秀，其抗震結構設計就廣受人們的關心。我國的地質環(huán)境復雜，屬于地震多發(fā)國家，這就對高層建筑的抗震性能提出了更高的要求，即所謂“小震不倒、中震可修、大震不倒”。在實際設計中，設計人員需要參考抗震結構設計規(guī)范，在強度、剛度、延性及耗能能力等方面達到最佳的抗震性能，增加經濟適用性，提高居住安全性和人民生活幸福指數(shù)。

1.抗震設計的基本原則

1.1充分考慮建筑材料的結構及力學穩(wěn)定性

在進行高層建筑抗震設計規(guī)劃時，首先要充分考慮建筑材料的結構及力學穩(wěn)定性。設計人員要準確把握高層建筑的剛度值要求，對高層混凝土建筑構件的剛度、建材性能、建筑構件之間的連接設置等做到心中有數(shù)。地震的發(fā)生具有隨機性，人們尚不能利用現(xiàn)有的科技手段對于即將發(fā)生的地震加以準確的預測，提高建筑物的抗震性能仍然是目前為止有助于減少地震帶來的人員傷亡和財產損失最有效的方法。高層建筑應當采用對稱的設計方案，保證抗震布局和抗震結構的穩(wěn)定性，有利于確保高層混凝土建筑的波動受力保持在可控制的范圍內，避免不良的抗震布局引發(fā)地震對建筑的連鎖傷害。

1.2盡可能設置多道抗震防線

生活在地震多發(fā)區(qū)的人們知道，每次強震之后總是伴隨著多次的余震。一些建筑物能夠在強震中保持屹立不倒，基本上不會帶來人員傷亡和大的財產損失，但卻往往難以承受多重的余震。這是因為首次的強震雖然表面上沒有受到大的損失，但其內部結構已經受到動搖，只要余震來臨，就會由于結構損傷的積累而造成建筑物的倒塌，故而單道抗震防線設計的建筑并不能真正達到理想的抗震效果，必須設置多重的延性優(yōu)良抗震防線聯(lián)合發(fā)力，協(xié)同工作，使得建筑物在遭受余震襲擊后經過小型的修理或不必修理就可以繼續(xù)使用，如此才能有效的保證建筑的安全，提高建筑的使用年限。優(yōu)化抗震防線設計可以提高建筑工程的抗震能力，設計施工單位應當對此進行深入規(guī)劃。

1.3控制扭轉效應

地震的作用力是多方向的，除了地震橫波造成的水平作用力和縱波產生的豎向作用力之外，還會產生一個扭轉力作用，在多方受力的情況下，地勢波動較為劇烈，帶來地裂等破壞力強烈的地震效應，使人民的生命財產安全受到了極大的威脅。在高層建筑的抗震設計中應當充分考慮扭轉效應所能造成的最大破壞力，強調細節(jié)的完善性，全力排除不可靠因素，通過選取所測定的最大位移部分的剛度以及減弱最小位移節(jié)點剛度，保持結構在整體方面位移的一致性，對于不穩(wěn)定的結構及時加以調整，使之符合標準。

2.現(xiàn)有抗震設計中存在的問題

2.1設計前缺乏嚴謹?shù)膶嵉乜辈?/p>

建筑工程強調整體性和差異性，前期的設計工作開始前，應該對實際的建設場地進行全面的勘察，全面了解地理位置、地理環(huán)境、水紋條件等為抗震設計工作提供數(shù)據(jù)和資料基礎。一些建設單位在設計前缺乏嚴謹?shù)膶嵉乜辈欤瑢@項工作的的重要性沒有充分的認識，給建筑物的結構帶來安全隱患。建筑物良好的抗震性能是要以地基設計為基礎的，設計師除了要根據(jù)構件變形與結構位移的關系來確定構件的變形值之外，還要使結構的變形能力滿足在預期的地震作用下的變形要求，依據(jù)截面達到的應變大小及分布來確定構件的構造要求，如果缺乏全面完善的建筑場地巖土工程勘察資料，這一切都無從談起。

2.2抗震體系存在漏洞

一些大型地震震后建筑物調查資料顯示，在地震鎮(zhèn)中坍塌損毀造成較多人員傷亡的建筑物中除了一些年久失修的老房子之外，還有一些新近修建的具有抗震設計的建筑物。這些建筑雖然做了一定的抗震設計，卻沒有達到預期的效果，主要原因就是其抗震結構體系不完整，存在明顯的設計缺陷和安全漏洞。部分剛度不符合標準的混凝土建筑在強大的震動結主體結構受到一定程度的損毀，往往因為余震的到來而崩塌。

2.3建筑材料不符合標準

建筑材料的性能是建筑抗震結構設計的承載者和實現(xiàn)者。如果建筑材料不符合相關的建筑和抗震標準，那么無論多么精良嚴謹?shù)脑O計也無濟于事，豆腐渣工程帶來的不僅僅生命和財產損失，它所造成的情感傷也是是有目共睹的，這令所有國人都痛心不已。建筑抗震能力的強弱直接關系著人們的生命財產安全，地震對結構作用的大小幾乎與結構的質量成正比。在地震多發(fā)區(qū)，建筑行業(yè)應當選用相同條件下質量較輕的材料，以減少震害作用，例如建筑物的樓板、墻體、框架、隔斷、圍護墻以及屋面構件中，多孔磚、硅酸鹽砌塊、陶粒混凝土、加氣混凝土板、空心塑料板材等輕質材料的廣泛應用能夠顯著的改善建筑物大抗震性能。

3.改善建筑物抗震性能的措施

3.1注重實地調研

毛主席曾經說過，沒有調查就沒有發(fā)言權。各行各業(yè)都是如此，建筑業(yè)當然不例外。設計師要注重實地調研，以高層混凝土建筑抗震結構設計數(shù)據(jù)庫為抓手，研究相關資料和實際案例，綜合考慮建筑地形和地質條件，通過反復協(xié)調和科學模擬，探究科學合理的結構力學模型，著力降低建筑物在地震后的損壞，最大限度的降低地震災害發(fā)生時所造成的損失。地質演化是一個漫長的過程，受到各種因素的干擾和控制，設計師一定要在參考歷史地質資料的基礎上，深入調查，廣泛研究，做好地基設計，為整體結構的剛度比例打好基礎。

3.2完善結構設計

高層建筑的結構設計是一項復雜龐大的工程，設計工單位在設計時應注意平衡建筑的內力分配，考量整體建筑的高度，考慮選材等因數(shù)，提高建筑的承載力，保持高強度的穩(wěn)定性將每一個部件的支點或者節(jié)點都安排的恰到好處，對地震帶來的外力影響做好充分的安全儲備，綜合經濟學、美學、建筑學等學科，按照建筑抗震結構的有關標準，不斷提高建筑的穩(wěn)定性。

3.3選用標準規(guī)范的抗震材料

高層混凝土建筑的構建布局直接影響著混凝土結構能否處于牢固穩(wěn)定的平衡狀態(tài)，消除高層混凝土建筑結構主體變形的不利影響，使其布局勻稱和受力平衡，達到高層混凝土建筑的剛度設計要求。標準規(guī)范的建筑材料對于建筑抗震性能的提高意義重大，有利于最大程度地協(xié)調和控制高層混凝土建筑結構各個部分的受力情況，確保建筑的安全可靠，受力穩(wěn)定。混凝土建筑的關鍵部位要進行嚴格的處理，應當結合施工位置周圍實際的地質情況，重點考慮高層混凝土建筑豎向構件的受力情況，提高高層建筑的抗震能力。

結 語

建筑物的抗震性能是檢驗建筑物安全性的重要指標，做好抗震結構實際研究工作對于改善人居環(huán)境具有重要的意義。受到多方面技術水平和人力物力的局限，現(xiàn)階段我國的高層建筑在結構設計方面仍存在很大的缺陷。建筑結構設計人員要想方設法，多從自身尋找原因，努力提高建筑工程的抗震性能，以建筑物的使用和安全為出發(fā)點和立足點，減輕地震對建筑工程的干擾和損害，提高建筑工程的使用效益。

參考文獻

[1] 洪武.超長無縫高層建筑外檐石材幕墻結構的抗震設計與施工控制[J〕鐵道建筑技術2008（04）.37-41

[2] 汪訓流，陸新征，葉列平.往復荷載下鋼筋混凝土柱受力性能的數(shù)值模擬[J].工程力學，2007，24（12）：76-81.

[3] 葉列平，曲哲，陸新征，等.提高建筑結構抗地震倒塌能力的設計思想與方法[J].建筑結構學報，2008，29（4）：42-50.

作者簡介：

姓名：韋廣添 出生年：1987 性別：男 職稱：中級 主要從事工作：結構設計 工作單位：華南創(chuàng)圖設計有限公司 郵編：510630