建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計理念

馬玉潔

摘 要：地震會給建筑工程帶來毀滅性的破壞，威脅人們的生命財產(chǎn)安全。抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計理念隨著地震的多發(fā)也得到了不斷的完善。抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計理念為建筑工程的施工和抗震功能的實現(xiàn)提供了重要依據(jù)。只有從多方面進行考量，完善現(xiàn)有設(shè)計中的不足，健全抗震設(shè)計體系，才能保證建筑工程的安全和可靠性。本文分析了抗震理念的基本原則以及抗震理念在高層建筑設(shè)計中的體現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計；理念

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.12.090

抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的重要工作，在目前的建筑設(shè)計中得到了更多的關(guān)注。抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計需要從長遠的使用考慮，更新傳統(tǒng)設(shè)計理念中不完善的因素。目前部分地區(qū)的仿真結(jié)構(gòu)設(shè)計依然沒有進行更新和完善。首先，是抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計沒有深入分析國家行業(yè)的走勢和日常數(shù)據(jù)，如果將一般建筑的要求應(yīng)用在高層建筑設(shè)計中將會帶來工程上的缺陷。其次，抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計理念沒有與時俱進，借鑒國際上的先進經(jīng)驗和成功案例抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計，給建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計帶來很多漏洞，容易發(fā)生安全事故。工程技術(shù)人員要充分應(yīng)用先進的抗震設(shè)計理念，完善原有的結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則，采取可靠性更強的抗震結(jié)構(gòu)使建筑質(zhì)量得到保障。

1 抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的作用

建筑工程抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計主要有如下作用：首先，可以保證建筑物在遇到常規(guī)性地震，在本地區(qū)規(guī)定的設(shè)防烈度范圍之內(nèi)可以保護建筑物完好無損，可以繼續(xù)正常使用；其次，保證建筑物在遇到強度較大的地震時，造成的損壞經(jīng)過修整可以保證人們的生命財產(chǎn)安全不受到損失；最后，保證建筑物在遇到罕見烈度極大的地震時，建筑物不至于坍塌[1]。

2 抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計需要遵循的原則

抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中運用的構(gòu)件對承載力、剛度、穩(wěn)定性和延性等方面有更嚴格的要求。針對結(jié)構(gòu)構(gòu)件較為薄弱的環(huán)節(jié)要采取抗震力更高的有關(guān)措施，避免使用豎向荷載力承載構(gòu)件。此外，抗震結(jié)構(gòu)體系需要延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行連接，例如，在框筒結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中可以將框架和剪力墻進行整合應(yīng)用。多道防線設(shè)計也是必不可少的，可以避免首次破壞后造成建筑物的余震損壞情況發(fā)生，不同的防線可以實現(xiàn)延性和剛度的有機統(tǒng)一，將地震產(chǎn)生的能量被耗散掉，保證建筑結(jié)構(gòu)的抗震效果[2]。由于抗震結(jié)構(gòu)中構(gòu)件的強弱不同，因此需要使抗測力構(gòu)建在主耗能構(gòu)建防線被破壞之后可以進行彈性適應(yīng)，防止結(jié)構(gòu)倒塌和進一步損壞。具體來說，抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則如下：

（1）整體設(shè)計原則。抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計需要保證從建筑的整體進行考慮，例如，在高層建筑結(jié)構(gòu)要保證地板的完整性，在一定程度上可以使結(jié)構(gòu)可以收集和傳遞慣性，相當(dāng)于在水平上進行分區(qū)，實現(xiàn)垂直倒立結(jié)構(gòu)具有的功能。在抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中要保證各個子結(jié)構(gòu)的抗震性能，才能使整體抗震性能得以實現(xiàn)[3]。

（2）結(jié)構(gòu)清晰原則。在建筑抗震設(shè)計中涉及到地震力的傳遞路徑，只有在設(shè)計的時候遵循結(jié)構(gòu)清晰原則，才能對結(jié)構(gòu)模型的位移情況、內(nèi)力和薄弱環(huán)節(jié)進行數(shù)據(jù)分析和清楚的計算，采取相應(yīng)的預(yù)防措施，保證了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計效率。

（3）使剛度與抗震能力相適應(yīng)。建筑物遇到地震時對結(jié)構(gòu)的剛度和抗震能力具有雙重考驗。在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時首先要考慮結(jié)構(gòu)的剛度可以抵御來自所有方向的震動，控制結(jié)構(gòu)的變形和平衡度，降低地震對建筑物的損壞。充足的剛度和完好的抗震能力是一般建筑物的結(jié)構(gòu)需要必備的基本功能，尤其是高層建筑。

（4）結(jié)構(gòu)的規(guī)則性與均勻性。建筑的布局分為垂直和縱向，在結(jié)構(gòu)設(shè)計重要保證與抗側(cè)移剛度一致，使軸承在抗側(cè)移的過程中剛度不會突然發(fā)生改變，尤其是在設(shè)計垂直結(jié)構(gòu)的建筑布局時，由于建筑基礎(chǔ)較為薄弱，要保證建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計符合抗側(cè)移剛度的要求。

3 高層建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計基本原則

（1）高層建筑結(jié)構(gòu)規(guī)則、對稱分布。如果高層建筑的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計不均勻、不規(guī)則容易影響建筑物抗震效果。尤其是高層建筑的體形較高，整體結(jié)構(gòu)與低層建筑不同，需要依據(jù)平面形狀規(guī)則對均勻性和對稱性進行嚴格把控，合理設(shè)計建筑物的縱橫比，降低建筑物的扭轉(zhuǎn)。建筑物在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計要綜合考量建筑物的剛度及質(zhì)量，使承載力均勻、對稱分布，使建筑形成中心之間的剛度。在結(jié)構(gòu)設(shè)計確認之前要綜合考慮建筑物的場地，使基礎(chǔ)形式滿足設(shè)計和場地的雙重要求。高層建筑物有地下室，如果在地基質(zhì)地較軟的位置可以采用樁基或筏板基礎(chǔ)；如果巖層高低情況不一，要選擇樁基。

（2）通過剛度設(shè)計實現(xiàn)高層建筑的抗震性能。高層建筑的抗震設(shè)計需要保證建筑主體的主軸可以承受來自各個方向的破壞力，因此其剛性設(shè)計要滿足抗震性能的需要，尤其是抗扭轉(zhuǎn)剛度和抗扭轉(zhuǎn)能力方面要進行著重考量，防止地震后結(jié)構(gòu)發(fā)生變化造成地震力，影響整個結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

（3）運用計算機科學(xué)設(shè)計建筑力學(xué)模型。可以通過計算機進行高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震數(shù)據(jù)計算，使設(shè)計結(jié)構(gòu)符合建筑物的實際情況。計算機可以分析荷載作用下建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生的變化，繪制出建筑物的圖紙，以便于構(gòu)建科學(xué)合理的建筑力學(xué)模型模擬分析建筑物的抗震性能是否達標(biāo)。

（4）選用延展性和強度較好的材料。抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中會涉及到對建筑材料的選用，抗震性能的實現(xiàn)不僅依賴于結(jié)構(gòu)的合理性，還要保證建筑的質(zhì)量。抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計與建筑的設(shè)防烈度、房屋高度、地基、基礎(chǔ)、材料密不可分，選用的結(jié)構(gòu)材料要具有較好的延性和強度，同時要滿足均質(zhì)性標(biāo)準(zhǔn)，在構(gòu)件連接方面要具有連續(xù)性。通過這些方面也可以反向檢驗建筑的抗震性能是否達標(biāo)。

4 結(jié)束語

綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計要具體問題具體分析，綜合考慮所在地區(qū)的地質(zhì)特點和施工環(huán)境、經(jīng)濟、技術(shù)等因素，保證抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計滿足抗震性能的要求，最大程度上的保證抗震的實際使用效果。可以運用計算機進行技術(shù)輔助，保證數(shù)據(jù)和計算的可靠性，同時要選擇延性和強度較好的材料。

參考文獻：

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[2]馬玲梅.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計理念與方法[J].城市建筑，2016（35）

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[3]鄭雪.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計理念與方法[J].四川建材，2016， 42（02）：60-62.