建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)若干問題研究

文/閆永皓 濮陽市規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)研究院 河南濮陽 457000

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建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)若干問題研究

文/閆永皓 濮陽市規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)研究院 河南濮陽 457000

建筑的抗震性能決定了建筑抵抗地震的能力，如果建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)不能達(dá)到要求，會造成巨大的人員傷亡。本文研究了建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中存在的主要問題，如建筑材料的選用問題、建筑結(jié)構(gòu)形式的合理性、建筑場地的選擇與加強(qiáng)問題、以中震的地震動參數(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等，并探討了相應(yīng)的優(yōu)化方案，提高建筑的安全性，提升建筑的抗震性能。

建筑結(jié)構(gòu)；抗震性能；問題

優(yōu)化結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，解決抗震設(shè)計(jì)中存在的問題，需要結(jié)構(gòu)學(xué)、地震學(xué)等多方面知識技術(shù)的支持，還需要經(jīng)驗(yàn)積累和先進(jìn)技術(shù)的借鑒。我國的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，要結(jié)合我國現(xiàn)狀和實(shí)際需要，針對相關(guān)問題探索有效的解決方案，不斷優(yōu)化結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)水平，提升建筑結(jié)構(gòu)的耐久性和安全性能，在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，場地選擇、材料選擇、結(jié)構(gòu)體系選擇都需要結(jié)合多方面情況整體考慮，還要對節(jié)點(diǎn)構(gòu)件采取嚴(yán)格的構(gòu)造做法，提升建筑整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，使建筑能夠更好地抵御地震破壞。

1、我國建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中存在的問題

1.1建筑場地的選用與抗震加強(qiáng)問題

建筑在地震時抵御破壞的能力，與建筑物的地基地質(zhì)條件有很大關(guān)系，如果選用不良地質(zhì)的抗震場地，如土質(zhì)松散的河岸、陡峭山丘、非巖質(zhì)陡坡等，會降低地基的剛度，進(jìn)而影響建筑物的穩(wěn)定，降低建筑物的抗震性能，使得建筑物在地震中容易破壞。因此在建筑設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)者要充分考察場地物地質(zhì)條件，考慮該地質(zhì)條件對建筑物的影響，尤其是對抗震能力的影響，盡量選用有利的場地，如密實(shí)堅(jiān)固的巖石土、砂土等土層。當(dāng)建筑只能選擇不利場地時，要保證地基的剛度，可以采用夯實(shí)、樁基等手段加固地基，減少因地質(zhì)問題對建筑物造成的破壞，同時在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)體系時也要將地基情況綜合考慮，地基較弱、地質(zhì)較差的抗震場地要著重上部整體建筑物結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，加固基礎(chǔ)，減少建筑物的不均勻沉降所造成的建筑物損壞。

1.2建筑結(jié)構(gòu)形式的合理性問題

建筑設(shè)計(jì)中所采用的結(jié)構(gòu)體系對建筑抗震性能起決定性作用。當(dāng)建筑遭遇地震等外部破壞時，建筑結(jié)構(gòu)會發(fā)生突變，結(jié)構(gòu)薄弱位置會遭到嚴(yán)重?fù)p傷，進(jìn)而造成建筑整體結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定。在建筑設(shè)計(jì)，尤其是高層建筑設(shè)計(jì)時，要采用合理的建筑結(jié)構(gòu)體系，提升房屋結(jié)構(gòu)機(jī)制的強(qiáng)度和剛度。我國建筑常采用的結(jié)構(gòu)形式有磚混、框架、剪力墻、框剪及筒體等，在結(jié)構(gòu)體系的選用中，要注意建筑受力特點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。例如當(dāng)一些建筑出于對功能、形式等的要求，追求空間的變化豐富和體型的造型獨(dú)特，就可能造成建筑的結(jié)構(gòu)不規(guī)則。為了滿足建筑功能形式的需要，同時確保結(jié)構(gòu)的抗震性能，確保建筑的安全性，要求工程師在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中采取有效的應(yīng)對措施，如充分利用計(jì)算機(jī)模型進(jìn)行模擬，對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行更精準(zhǔn)的分析，確定合適的地震做用傳力途徑，在設(shè)計(jì)中對建筑的抗震性著重考慮，綜合多方面因素，使結(jié)構(gòu)體系具有合理的剛度。還要采用多重抗震措施，如框架-剪力墻結(jié)構(gòu)中，要保證剪力墻的數(shù)量，合理的設(shè)置位置。設(shè)置抗震的多道防線，提高建筑物的安全性能。

1.3建筑材料的優(yōu)選問題

在建筑設(shè)計(jì)中，要注意建筑材料的優(yōu)選。隨著建筑材料加工能力的提高，我國的建筑材料，如建筑鋼材，品種類型增多，性能也有了很大增強(qiáng)。采用鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)等抗震性能較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)材料，能夠有效減少建筑物在地震中的破壞，使建筑結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定。在超高建筑中，出于各方面的綜合考慮，在條件允許的情況下，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)盡量采用鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)，既能增加結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定，還能避免因鋼結(jié)構(gòu)自重輕造成的承受風(fēng)荷載能力弱的問題，同時滿足抗風(fēng)和抗震的要求。還可以結(jié)合建筑物本身特點(diǎn)和該地區(qū)地震情況，選用抗震新材料，引進(jìn)新技術(shù)。

1.4地震設(shè)防烈度較低問題

我國的抗震設(shè)計(jì)原則中采用多遇烈度地震作為設(shè)計(jì)依據(jù)，相比較其他國家以設(shè)防烈度地震作為建筑結(jié)構(gòu)承載力設(shè)計(jì)依據(jù)，安全度不高，標(biāo)準(zhǔn)也較低。以此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，雖然能保證建筑抵御小地震的能力，能保證建筑物在遭遇中震時不會受到完全的、不可修復(fù)的破壞，但存在的安全問題較多，以此為標(biāo)準(zhǔn)，也不利于對其他國家經(jīng)驗(yàn)技術(shù)的借鑒，不利于與其他國家進(jìn)行比較交流，彌補(bǔ)不足。標(biāo)準(zhǔn)較低會造成建筑設(shè)計(jì)時結(jié)構(gòu)總體安全度較低，建筑薄弱連接處的關(guān)鍵構(gòu)建安全性較低，造成結(jié)構(gòu)失效。進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，如果設(shè)計(jì)人員采用較低的標(biāo)準(zhǔn)參考，對建筑整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、建筑重點(diǎn)構(gòu)件、關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的把握不強(qiáng)，標(biāo)準(zhǔn)過低，不利于建筑的安全穩(wěn)固，而如果采用中震的地震動參數(shù)作為設(shè)計(jì)參考依據(jù)，提升結(jié)構(gòu)整體安全度，采用嚴(yán)格的抗震計(jì)算方法，能提升建筑結(jié)構(gòu)的承載力，能確保建筑的安全穩(wěn)固。

1.5對節(jié)點(diǎn)構(gòu)件采取嚴(yán)格抗震構(gòu)造措施

地震時薄弱位置的應(yīng)力聚集，會造成該處重要建筑節(jié)點(diǎn)、建筑構(gòu)件的破壞，影響建筑物的抗震性能。尤其對于重要的建筑節(jié)點(diǎn)，如梁、柱等，應(yīng)按照抗震等級，采用嚴(yán)格的抗震構(gòu)造措施，梁柱截面尺寸等相關(guān)計(jì)算做法、柱的軸壓比等都要滿足結(jié)構(gòu)整體的抗震需要。一些重要構(gòu)件的損壞甚至?xí)屨w建筑物失去承載能力和變形能力。在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意構(gòu)件之間荷載傳遞，確保在單個或多個構(gòu)件在地震作用下出現(xiàn)問題時，一部分性能較好的構(gòu)件能夠繼續(xù)滿足抗震需要，使得建筑物的整體結(jié)構(gòu)能夠保持穩(wěn)定，提升建筑的總體抗震性能。還要提高構(gòu)件的延性，強(qiáng)化柱的性能，限制鋼筋混凝土構(gòu)件的剪壓比，能夠起到限制構(gòu)件最小截面的作用，滿足對構(gòu)件的強(qiáng)度要求，避免出現(xiàn)脆性破壞。對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的梁、柱等構(gòu)件，要注意它們的抗剪切能力。

總結(jié)：

雖然我國在建筑結(jié)構(gòu)抗震研究中已經(jīng)取得了很大進(jìn)步，但是仍存在許多需要解決的問題，要想優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，取得進(jìn)一步發(fā)展，不僅需要建筑結(jié)構(gòu)工程技術(shù)的不斷發(fā)展，嚴(yán)格按照建筑規(guī)范設(shè)計(jì)，滿足抗震要求，保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性，提升建筑的抗震性能，設(shè)計(jì)安全性高、穩(wěn)定性強(qiáng)，能夠滿足抗震要求的建筑物，還需要相關(guān)準(zhǔn)則的不斷優(yōu)化，適應(yīng)新形勢新標(biāo)準(zhǔn)的要求，提升我國建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的高水平。

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