建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)分析

王成鋼

（山西省第二建筑設(shè)計(jì)院 山西長(zhǎng)治 046000）

1 抗震設(shè)計(jì)面臨的問(wèn)題

1.1 建筑高度的問(wèn)題

隨著人口的大量增加，我國(guó)的建筑物大多以高層建筑為主，對(duì)于高層建筑的鋼筋混凝土有著一定的標(biāo)準(zhǔn)要求。但是有些開(kāi)發(fā)商為了追求利益全然不顧設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，超過(guò)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)加建樓層，一旦發(fā)生地震，這些建筑物的抵抗力就會(huì)大大的降低，地震帶來(lái)的震蕩可能會(huì)使建筑物變形，甚至是出現(xiàn)倒塌的現(xiàn)象，即便是經(jīng)過(guò)地震沒(méi)有很大的影響，其基本的抗震能力也會(huì)進(jìn)一步降低。

1.2 建筑位置問(wèn)題

我國(guó)是人口大國(guó)，而且人口的數(shù)量仍舊在不斷的增加，但是我國(guó)可實(shí)際應(yīng)用的土地面積是有限的，相關(guān)開(kāi)發(fā)商可能不會(huì)考慮建筑的地點(diǎn)是否適合建造房屋，對(duì)地理位置不能夠進(jìn)行合理的選擇。建筑的地點(diǎn)需要具備開(kāi)闊的基本性能，地理位置要平坦，土體要堅(jiān)實(shí)，河流附近和山坡邊緣都不是合適的建筑地帶，在選擇地址的時(shí)候應(yīng)該考察泥石流發(fā)生的可能性和其他自然災(zāi)害發(fā)生的可能性，盡量避免在類(lèi)似的地帶建造房屋，對(duì)于地震活躍的地帶和大陸板塊的銜接地帶都應(yīng)該盡可能避免建造房屋，這樣可以減少地震災(zāi)害帶來(lái)的影響。

1.3 建筑材料問(wèn)題

建筑的選材關(guān)系到建筑的質(zhì)量，對(duì)于地震頻發(fā)的地區(qū)，其建筑材料的選擇更加有嚴(yán)格的要求，在我國(guó)的建筑過(guò)程中，其建筑結(jié)構(gòu)主要由鋼筋和混凝土組成，一旦發(fā)生側(cè)移就會(huì)帶動(dòng)更大程度的位移，建筑結(jié)構(gòu)中的鋼框架一旦發(fā)生位移就會(huì)造成建筑結(jié)構(gòu)的負(fù)載增加，相應(yīng)的抗震性能就會(huì)減弱，應(yīng)該選擇適合的建筑材料。

2 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)原則

2.1 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的目標(biāo)

抗震設(shè)計(jì)時(shí)，要保證發(fā)生小地震時(shí)安全，不會(huì)給住宅造成毀壞；當(dāng)發(fā)生中級(jí)地震時(shí)，住宅所受的損壞不大，不會(huì)為居民帶來(lái)安全威脅，并且住宅所損壞的結(jié)構(gòu)可以修復(fù)并繼續(xù)使用；當(dāng)出現(xiàn)大地震時(shí)，不會(huì)倒塌，可以給人們空間、時(shí)間及時(shí)逃離。結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)總得來(lái)講就是：小震安全可靠、中震損壞可修、大震高樓不倒。

2.2 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的原則

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮幾個(gè)方面的因素，以達(dá)到優(yōu)化結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的目的。①住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要具備一定的剛性和彈塑性，在地震力影響住宅時(shí)不會(huì)因?yàn)閯傂赃^(guò)硬或者彈塑性過(guò)大，使得其的結(jié)構(gòu)發(fā)生無(wú)法修復(fù)的形變。②由于強(qiáng)震都伴隨著不同程度的余震，這時(shí)就不允許住宅結(jié)構(gòu)過(guò)度追求抗震能力，這會(huì)導(dǎo)致住宅剛性過(guò)大，而無(wú)法承受余震帶來(lái)的壓力，這就要求在抗震設(shè)計(jì)時(shí)既要抗住強(qiáng)震的破壞力，又要承受得了余震的多次侵?jǐn)_。③為了避免剛性太小，導(dǎo)致住宅結(jié)構(gòu)在余震攻擊下變形過(guò)大而無(wú)法修復(fù)，所以要求建筑具備延性良好的分體系，防止住宅在強(qiáng)震中集體崩塌。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震設(shè)計(jì)的措施

建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的強(qiáng)弱與周邊環(huán)境有著直接的關(guān)系，抗震能力弱的建筑會(huì)直接威脅到建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)及周邊行人的生命財(cái)產(chǎn)安全，同時(shí)對(duì)周邊建筑和設(shè)施也會(huì)有一定的影響，因此，切實(shí)有效的提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力是一件刻不容緩的事情。經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐，提高建筑結(jié)構(gòu)抗震能力主要通過(guò)以下方式：在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中謹(jǐn)慎選擇建筑抗震結(jié)構(gòu)、合理的布局減少地震帶來(lái)的能量、建筑中設(shè)置多重抗震防線(xiàn)，確保建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能滿(mǎn)足要求。

3.1 謹(jǐn)慎選擇建筑抗震結(jié)構(gòu)

謹(jǐn)慎的選擇建筑抗震結(jié)構(gòu)能夠有效的提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能，選擇強(qiáng)度較優(yōu)、剛度較高的建筑結(jié)構(gòu)主體，能夠有效的降低建筑結(jié)構(gòu)的變形，同時(shí)能夠確保建筑物的安全性。針對(duì)建筑中容易出現(xiàn)安全隱患的部位進(jìn)行必須的措施，防止安全性問(wèn)題的出現(xiàn)。

3.2 合理的布局減少地震帶來(lái)的能量

在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)中對(duì)建筑采取以位移為基點(diǎn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和定量分析能有效的減少地震災(zāi)害的能量輸入，增加建筑結(jié)構(gòu)的抗震效果。在建筑進(jìn)行施工中其地基要盡量的選擇在比較堅(jiān)硬的場(chǎng)地，同時(shí)要盡量的避開(kāi)地震活躍范圍，減少地震余震對(duì)建筑物造成的共振，減少地震對(duì)建筑物造成的破壞。

3.3 在建筑中設(shè)置多重抗震防線(xiàn)

在對(duì)建筑物進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)時(shí)要設(shè)置多重抗震防線(xiàn)，這樣可以在最大限度上降低地震對(duì)建筑物造成的傷害。在對(duì)建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以將延展性好的構(gòu)件加入到建筑物的抗震體系中，可以將其視為第一道防線(xiàn)，同時(shí)可以將一些其他的建筑構(gòu)件作為第二、第三道防線(xiàn)，這樣在地震發(fā)生時(shí)，第一道防線(xiàn)遭到破壞后，可以利用其他的防線(xiàn)進(jìn)行抵抗地震的后續(xù)沖擊力，以保證人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。

3.4 常見(jiàn)結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)

3.4.1 防震縫的設(shè)計(jì)

在預(yù)防地震的基礎(chǔ)原則上展開(kāi)抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，對(duì)于一些沒(méi)有符合標(biāo)準(zhǔn)要求的建筑，應(yīng)該在一定的地點(diǎn)設(shè)置相關(guān)的防震縫，利用防震縫可以有效的分解建筑的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使得建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出獨(dú)立的單元，縫隙的兩側(cè)應(yīng)該預(yù)留出合適的寬度，這樣可以使得防震縫同上層建筑物分開(kāi)，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，防震縫可以很好的減緩地震帶來(lái)的波動(dòng)程度，建筑的某一單元受到損害不會(huì)影響到其他部分。

3.4.2 墻體的設(shè)計(jì)

在內(nèi)部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，一旦發(fā)生地震，受到影響最大的就是建筑物的墻體，墻體經(jīng)過(guò)地震的侵襲很容易產(chǎn)生裂縫，嚴(yán)重就會(huì)產(chǎn)生倒塌的現(xiàn)象，因此，墻體的設(shè)計(jì)是至關(guān)重要，應(yīng)該對(duì)墻體結(jié)構(gòu)展開(kāi)單獨(dú)的設(shè)計(jì)，墻體的縱向設(shè)計(jì)和橫向設(shè)計(jì)應(yīng)該符合抗震性能的基本要求。在總體設(shè)計(jì)和規(guī)劃的過(guò)程中，應(yīng)該進(jìn)行細(xì)致化的設(shè)計(jì)，其中，墻體的橫向設(shè)計(jì)應(yīng)該以均勻?yàn)榛A(chǔ)，當(dāng)?shù)卣饋?lái)襲時(shí)，墻體不會(huì)發(fā)生橫向位移。對(duì)于墻體的縱向設(shè)計(jì)而言，當(dāng)強(qiáng)大的地震來(lái)襲時(shí)，墻體不會(huì)發(fā)生豎向的裂痕，縱向設(shè)計(jì)同橫向設(shè)計(jì)的結(jié)合可以有效的減少地震帶來(lái)的傷害，而且，能夠有足夠的承載力。一般情況下，建筑的強(qiáng)度主要受墻體數(shù)量的影響，假如墻體量沒(méi)有達(dá)到要求，建筑的結(jié)構(gòu)空間就會(huì)產(chǎn)生隔斷，建筑的強(qiáng)度自然無(wú)法得到保障，相應(yīng)的，建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力也就相對(duì)的減小，因此，墻體的設(shè)計(jì)和分布對(duì)于抗震設(shè)計(jì)而言具有關(guān)鍵性的作用。

3.4.3 屋頂?shù)脑O(shè)計(jì)

對(duì)于現(xiàn)代房屋而言，其建設(shè)的質(zhì)量越好，建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性也就越強(qiáng)，當(dāng)發(fā)生地震時(shí)，其受到的影響也就越小，人們受到的生命財(cái)產(chǎn)損失也就越小，為了能夠增強(qiáng)建筑的穩(wěn)定性，應(yīng)該在整體的設(shè)計(jì)中減輕結(jié)構(gòu)的重量，例如屋頂?shù)慕ㄔO(shè)可以既能符合標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)能夠減輕重量，適當(dāng)?shù)臏p輕屋頂?shù)闹亓靠梢詼p小整體建筑的重量。

3.5 推廣使用隔震和消能減震設(shè)計(jì)

現(xiàn)今，在高層建筑的抗震設(shè)計(jì)中，多采用的是傳統(tǒng)的抗震結(jié)構(gòu)體系，也就是延性結(jié)構(gòu)體系，主要是控制建筑結(jié)構(gòu)的剛度，如果發(fā)生地震，就會(huì)使建筑的構(gòu)件進(jìn)入非彈性的狀態(tài)中，使其具有較大的延性，進(jìn)而有助于地震作用下的能量消耗，盡可能的減小地震效應(yīng)，避免建筑物的倒塌。此外，通過(guò)采用相關(guān)的隔震措施，如軟墊隔震、擺動(dòng)隔震以及滑移隔震等，可以改變高層建筑的動(dòng)力特性，進(jìn)而減少所受到的地震能量的作用，同時(shí)通過(guò)采用高延性構(gòu)件，也可以增加高層建筑結(jié)構(gòu)的耗能能力，有助于減輕地震效應(yīng)。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)文章進(jìn)行分析可以得知，在我國(guó)地震災(zāi)害不斷發(fā)生的情況下，為了能夠盡可能的減少地震災(zāi)害對(duì)人們生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)的危害，我們?cè)趯?shí)際的建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中必須對(duì)建筑結(jié)構(gòu)工程中的抗震設(shè)計(jì)做到高度重視。不斷的總結(jié)建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，并積極的探索總結(jié)得到的經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)，爭(zhēng)取全面的提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量。

[1]康冬虎.帶托柱轉(zhuǎn)換層鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)基于性能的抗震設(shè)計(jì)[D].重慶大學(xué)，2014.

[2]宋陽(yáng).中歐建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)比[D].武漢工程大學(xué)，2014.

[3]朱麗昀.試論如何提高我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014，36：266.