關(guān)于建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的探討

1、<p>　　關(guān)于建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的探討</p><p>　　摘要：本文介紹了抗震設(shè)計(jì)和抗震概念設(shè)計(jì)，分析了建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)方法，最后提出了加強(qiáng)抗震的措施。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：建筑；抗震；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；探討 </p><p>　　中圖分類號(hào)：TU984 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p>　　綜合運(yùn)用抗震原則，以提

2、高承載力、剛度和延性為主導(dǎo)目標(biāo)，多道防線剛?cè)峤Y(jié)合，同時(shí)保證結(jié)構(gòu)體型簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)受力和傳力途徑直接，整體結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)構(gòu)件共同作用，如此一來(lái)就可以從設(shè)計(jì)上確保建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的安全性。 </p><p>　　1 建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的概念 </p><p>　　一般來(lái)說(shuō)，所謂的建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)就是指通過(guò)地震時(shí)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的破壞，結(jié)合建筑結(jié)構(gòu)工程長(zhǎng)期實(shí)踐所積累的經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)形成的一種基本的設(shè)計(jì)方法與設(shè)

3、計(jì)思想，也是進(jìn)行建筑與結(jié)構(gòu)整體布置并且確定細(xì)部構(gòu)造措施的一個(gè)過(guò)程。地震動(dòng)理論上來(lái)說(shuō)就是一種隨機(jī)的振動(dòng)，它具有人們難以把握的隨機(jī)性、復(fù)雜性與不確定性，要想很精確地預(yù)測(cè)某建筑物可能遭遇的地震的特性與參數(shù)，就目前來(lái)說(shuō)我們還很難有更好的方法。在建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)分析這個(gè)方面，由于我們不能夠很充分地考慮建筑結(jié)構(gòu)的空間作用、建筑結(jié)構(gòu)的性質(zhì)、建筑的材料以及外界引起變化等等很多種不同的因素，因此有著一種不確定性的存在。所以建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)不能夠全部的

4、取決于計(jì)算結(jié)果，更應(yīng)該以建筑結(jié)構(gòu)工程抗震設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論以及經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間建筑工程抗震經(jīng)驗(yàn)所能夠總結(jié)出來(lái)的建筑工程抗震設(shè)計(jì)方法為基本出發(fā)點(diǎn)，進(jìn)而更好的提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。 </p><p>　　2 結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)的重要性 </p><p>　　2.1 概念設(shè)計(jì)是解決地震不確定性的好方法。我們對(duì)地震破壞機(jī)理還不十分清楚, 對(duì)地震的破壞現(xiàn)象也只是停留在感性認(rèn)識(shí)階段,建筑物抗震計(jì)算的原理只是一種

5、近似方法，卻不能代表建筑本身在地震中的真實(shí)反應(yīng)。概念設(shè)計(jì)的思想不妨是個(gè)解決這個(gè)問(wèn)題的好方法。地震是一種隨機(jī)振動(dòng)，有著難以把握的復(fù)雜性和不確定性,要準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)建筑物遭遇地震的特性和參數(shù)，尚難以做到。在建筑抗震理論未達(dá)到科學(xué)嚴(yán)密的今天，單靠計(jì)算很難使建筑具備良好的抗震能力。因此，結(jié)構(gòu)工程師必須重視建筑總體抗震能力的概念設(shè)計(jì)。 </p><p>　　2.2 概念設(shè)計(jì)是工程師進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)創(chuàng)新的原則和方法。概念設(shè)計(jì)是展現(xiàn)先

6、進(jìn)設(shè)計(jì)思想的關(guān)鍵，一個(gè)結(jié)構(gòu)工程師的主要任務(wù)就是在特定的建筑空間中用整體的概念來(lái)完成結(jié)構(gòu)總體方案的設(shè)計(jì)，并能有意識(shí)地處理構(gòu)件與結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系。一般認(rèn)為，概念設(shè)計(jì)做得好的結(jié)構(gòu)工程師，隨著他的不懈追求，其結(jié)構(gòu)概念將隨年齡與實(shí)踐的增長(zhǎng)而越來(lái)越豐富，設(shè)計(jì)成果也越來(lái)越創(chuàng)新、完善。 </p><p>　　2.3 計(jì)算理論與實(shí)際受力的差別使得概念設(shè)計(jì)成為結(jié)構(gòu)抗震的重要途徑。概念設(shè)計(jì)的重要，主要是因?yàn)楝F(xiàn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與計(jì)

7、算理論存在許多缺陷或不可計(jì)算性，這一矛盾使設(shè)計(jì)結(jié)果與結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀態(tài)差之甚遠(yuǎn),為了彌補(bǔ)這類計(jì)算理論的缺陷，或者實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際存在的大量無(wú)法計(jì)算的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)，都需要優(yōu)秀的概念設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)措施來(lái)滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目的。 </p><p>　　2.4 概念設(shè)計(jì)在初步設(shè)計(jì)中的重要性。概念設(shè)計(jì)之所以重要，還在于在方案設(shè)計(jì)階段,初步設(shè)計(jì)過(guò)程是不能借助于計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這就需要結(jié)構(gòu)工程師綜合運(yùn)用其掌握的結(jié)構(gòu)概念，選擇效果最好、造價(jià)

8、最低的結(jié)構(gòu)方案。為此，需要工程師不斷地豐富自己的結(jié)構(gòu)概念，深入、深刻了解各類結(jié)構(gòu)的性能，并能有意識(shí)地、靈活地運(yùn)用它們。而人的設(shè)計(jì)，就是概念設(shè)計(jì)。有很多設(shè)計(jì)存在諸多缺陷，主要原因就是在總體方案和構(gòu)造措施上未采用正確的構(gòu)思，即未進(jìn)行概念設(shè)計(jì)所致。 </p><p>　　3 常用建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)方法 </p><p>　　3.1 根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)基本構(gòu)造來(lái)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì) </p><

9、;p>　　一般情況下，采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)時(shí)，是通過(guò)控制鋼筋砼構(gòu)件的截面尺寸，以及最小配筋率來(lái)實(shí)現(xiàn)抗震設(shè)計(jì)。建筑的磚混結(jié)構(gòu)，一般比較常見的構(gòu)造方法有限制房屋的整體高度和建筑的層數(shù)與層高；在建筑的橫縱墻中設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱，并且還要設(shè)置一些防震縫等等。在修訂后的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中增加了一些強(qiáng)制性的條例，例如：突出建筑屋頂?shù)臉?、電梯，要求?gòu)造柱延伸到建筑的頂部，并且與頂部的圈粱連接在一起，以此來(lái)拉結(jié)突出部分與主體結(jié)構(gòu)成為整體，

10、提高整體的承載力，并且對(duì)結(jié)構(gòu)自身的剛度有著比較大的提高，這個(gè)應(yīng)該在抗震設(shè)計(jì)中加以充分的思考。 </p><p>　　3.2 根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)性能目標(biāo)來(lái)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì) </p><p>　　建筑物在發(fā)生地震的時(shí)候有高度的安全性，是抗震設(shè)計(jì)的最終目的，所以建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要求以將要建設(shè)建筑物的地區(qū)可能會(huì)發(fā)生的大地震的烈度為基本的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，而且還要以建筑自身以及建筑物的內(nèi)部沒(méi)有造成破壞為最終目標(biāo)來(lái)確

11、定建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能指標(biāo)。建筑結(jié)構(gòu)的某些非抗震的下部結(jié)構(gòu)以及建筑結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)部位也需要有一定程度上的抗震能力，在發(fā)生大地震的時(shí)候建筑結(jié)構(gòu)要基本保持在所能承受的彈性范圍之內(nèi)。另外，建筑結(jié)構(gòu)的抗風(fēng)性能也應(yīng)得到重視。因由于風(fēng)壓所產(chǎn)生的建筑水平振動(dòng)很有可能導(dǎo)致建筑的安全使用性能降低，以及使得抗震構(gòu)造構(gòu)件的耐久性能受到破壞。因此，建筑結(jié)構(gòu)要有一定的比較好的性能指標(biāo)，以便達(dá)到高的抗震設(shè)計(jì)要求。 </p><p>　　3.3 根

12、據(jù)建筑場(chǎng)地和建筑規(guī)劃來(lái)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì) </p><p>　　建筑結(jié)構(gòu)要有較好的抗震性，需要選擇比較穩(wěn)定性的建筑場(chǎng)地。另外，具有抗震性的建筑需要有抗震層的設(shè)置，而且建筑結(jié)構(gòu)的外部空間應(yīng)該進(jìn)行包括鄰棟間距、建筑外觀等等的一些舒適感以及安全性能的角度的考慮。而且在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的場(chǎng)地規(guī)劃的時(shí)候，也應(yīng)該從適應(yīng)建筑上部結(jié)構(gòu)的位移等特點(diǎn)與性能方面的角度來(lái)考慮。建筑物在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的使用后，建筑結(jié)構(gòu)的整體可能發(fā)生移動(dòng)的范圍之內(nèi)不應(yīng)該

13、存在障礙物。在建筑結(jié)構(gòu)可能發(fā)生移動(dòng)的范圍之內(nèi)一般來(lái)說(shuō)會(huì)設(shè)置一些建筑的出入口，并且還要注意不能因此而使得人受到一些傷害，最好為了避免人或者車輛比較容易通過(guò)出入口，應(yīng)該設(shè)置一些門墻或者指示標(biāo)記等等。 </p><p>　　4 加強(qiáng)建筑工程抗震措施 </p><p>　　4.1 選址要科學(xué)合理 </p><p>　　《中華人民共和國(guó)防震減災(zāi)法》規(guī)定，對(duì)于重大建設(shè)工程和可能

14、發(fā)生嚴(yán)重次生災(zāi)害的建設(shè)工程，必須進(jìn)行地震安全性評(píng)價(jià)；并根據(jù)地震安全性評(píng)價(jià)的結(jié)果，確定抗震設(shè)防要求，進(jìn)行抗震設(shè)防。建筑物建造在軟弱地基或可液化場(chǎng)地或臨近地震斷層，地震對(duì)場(chǎng)地的液化作用導(dǎo)致地基失效，建筑物傾斜而易于倒塌。務(wù)必重視社會(huì)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的安全，規(guī)劃時(shí)應(yīng)注意避免導(dǎo)致地震次生災(zāi)害或使次生災(zāi)害限于局部。新設(shè)計(jì)建筑物時(shí)，要選擇對(duì)抗震有利的地段，避開對(duì)建筑不利的地段，不應(yīng)在危險(xiǎn)地段建造各類工業(yè)與民用建筑。 </p><p>

15、;　　4.2 采用合理的結(jié)構(gòu)形式 </p><p>　　目前我國(guó)建筑常用結(jié)構(gòu)形式有磚混結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)?？筛鶕?jù)不同的地區(qū)，不同設(shè)防烈度選擇不同的結(jié)構(gòu)形式。鋼筋混凝土本身具有柔性，因而這種結(jié)構(gòu)的建筑物變形能力好，承載能力高，一般來(lái)說(shuō)抗震能力也強(qiáng)。在確定結(jié)構(gòu)方案時(shí)，應(yīng)根據(jù)建筑的功能要求和抗震要求進(jìn)行合理選擇。從抗震角度來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)的側(cè)移度是選擇結(jié)構(gòu)體系時(shí)要考慮的重要因素，特別是對(duì)于高層建

16、筑的設(shè)計(jì)，這一點(diǎn)起控制作用，隨著多層和高層房屋高度的增加，結(jié)構(gòu)在地震作用以及其他荷載作用下產(chǎn)生的水平位移迅速增大，要求結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度必須隨之增大。而不同類型的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系，由于構(gòu)件及其組成方式的不同和受力特點(diǎn)的不同，在抗側(cè)移剛度方面有很大差別，他們具有各自不同的合理使用高度。 </p><p>　　4.3 切實(shí)提高設(shè)計(jì)質(zhì)量 </p><p>　　地震尤其是震級(jí)和烈度較高地震，危害性

17、非常大，建筑物的抗震性能就顯得尤為重要。目前我國(guó)抗震設(shè)計(jì)的目標(biāo)是"小震不壞，大震不倒"。目前我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平還很低，大量的建筑所采用的建筑方案不是很合理，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)方案無(wú)法合理布置，增加材料用量。其實(shí)，從建筑設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，在正確的抗震理論指導(dǎo)下，依據(jù)合理的設(shè)計(jì)原則，同樣可提高甚至保證建筑結(jié)構(gòu)的安全可靠性。其原則包括：結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)具備足夠大的承載能力；結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠大的剛度以減小地震作用下的扭轉(zhuǎn)和位移；結(jié)構(gòu)應(yīng)具有足夠

18、大的延性和耗能能力，這一點(diǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)在強(qiáng)震作用下的安全性尤為重要。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1] 張文銀,高莉.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)[J].山西建筑.2009，（12）. </p><p>　　[2] 徐宜,丁勇春.高層建筑結(jié)構(gòu)抗震分析和設(shè)計(jì)的探討[J].江蘇建筑.2011，（03）. </p&g