建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的重要性探討

1、<p>　　建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的重要性探討</p><p>　　摘要：近年來(lái)，我國(guó)地震頻發(fā)，在多次地震中，建筑物也經(jīng)受著重大的考驗(yàn)，有關(guān)建筑物結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的問(wèn)題引起了全社會(huì)的高度重視。本文在此背景下，首先分析了當(dāng)前的研究背景，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震理論的內(nèi)容及其發(fā)展做了扼要的介紹，在此基礎(chǔ)上，分析了建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的重要性，最后提出了一些對(duì)策措施和意見(jiàn)建議。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：建筑

2、結(jié)構(gòu) 抗震設(shè)計(jì) 結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性 戰(zhàn)略規(guī)劃 </p><p>　　一、研究背景以及結(jié)構(gòu)抗震理論的發(fā)展 </p><p>　　近年來(lái)，我國(guó)地震頻發(fā)，自2008年“5·12”汶川大地震之后，2009年6月30日云南姚安6.0級(jí)地震，2010年4月14日青海玉樹(shù)發(fā)生7.1級(jí)地震，2012年9月7日云南彝良、貴州威寧交界處發(fā)生5.7級(jí)地震，2013年4月20日四川省雅安市蘆山縣發(fā)生7.0級(jí)大

3、地震等等。在地震中，無(wú)一例外的伴隨著大量房屋倒塌以及其他建筑物被損毀的現(xiàn)象，不僅僅造成了大量的財(cái)產(chǎn)損失，也嚴(yán)重威脅人民群眾的生命安全。而且注入日本等一些地震多發(fā)地區(qū)對(duì)于建筑物結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要求較高，我國(guó)近年來(lái)對(duì)此也不斷加以重視，也取得了一些進(jìn)展，但是由于各方面的原因，整體建筑物的抗震能力還較差。事實(shí)上，國(guó)家在建筑物抗震設(shè)計(jì)當(dāng)中，明確提出三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：“小震不壞，中震可修，大震不倒。”地震防烈度7度以下（含7度）為小震；8度為中震；9度以上（

4、含9度）為大震。因此，對(duì)于建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)是應(yīng)該有著明確的規(guī)劃和指導(dǎo)的。 </p><p>　　自20世紀(jì)以來(lái)，結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)計(jì)算方法的發(fā)展，大致可以劃分為三個(gè)階段。第一階段為靜力理論階段---靜力法。1920年，由日本大森房吉提出。假設(shè)建筑物為絕對(duì)剛體，結(jié)構(gòu)所受的水平地震作用，可以簡(jiǎn)化為作用于結(jié)構(gòu)上的等效水平靜力F，其大小等于結(jié)構(gòu)重力荷載G的k倍。第二階段是反應(yīng)譜理論階段，地震反應(yīng)譜是單自由度彈性體系在

5、地震作用下其最大的反應(yīng)與自振周期的關(guān)系曲線稱(chēng)為地震反應(yīng)譜。1943年美國(guó)皮奧特（ M. A. Biot）發(fā)表了以實(shí)際地震記錄求得的加速度反應(yīng)譜，提出的“彈性反應(yīng)譜理論”。由于反應(yīng)譜理論正確而簡(jiǎn)單地反映了地震特性以及結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性，從而得到了國(guó)際上廣泛的承認(rèn)。實(shí)際上到20世紀(jì)50年代，反應(yīng)譜理論已基本取代了靜力法。目前，世界上普遍采用此方法。 第三階段是動(dòng)力分析（時(shí)程分析法）階段，時(shí)程分析法將實(shí)際地震加速度時(shí)程記錄作為動(dòng)荷載輸入，進(jìn)行結(jié)構(gòu)

6、的地震響應(yīng)分析。不僅可以全面考慮地震強(qiáng)度、頻譜特性、地震持續(xù)時(shí)間等強(qiáng)震三要素，還進(jìn)一步考慮了反應(yīng)譜所不能概括的其它特性。時(shí)程分析法用于大震分析計(jì)算，借助于計(jì)算機(jī)計(jì)算。 </p><p>　　二、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的重要性分析 </p><p>　　一是充分保護(hù)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。人類(lèi)社會(huì)在發(fā)展過(guò)程中，首先要解決的就是溫飽與安全的需求（馬斯洛的需要層次理論可以說(shuō)明），如據(jù)有關(guān)報(bào)道，在200

7、8年的汶川地震的主震區(qū)內(nèi)，完好的建筑幾乎沒(méi)有。除卻地震本身的烈度較高，破壞性較強(qiáng)的原因之外，一個(gè)更重要的問(wèn)題值得我們的深思，就是建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力非常差，長(zhǎng)時(shí)期以來(lái)，國(guó)人對(duì)于建筑的抗震設(shè)計(jì)重視不夠，一方面在技術(shù)水平上缺乏突破，另一方面一部分人受利益驅(qū)動(dòng)，往往在施工過(guò)程中，存在偷工減料等行為，導(dǎo)致了建筑物抗震能力薄弱，加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的重要性，對(duì)于保護(hù)人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全不言而喻。 </p><p>　　二是

8、促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)與理念的創(chuàng)新與發(fā)展。我們知道，日本是一個(gè)地震多發(fā)地區(qū)，事實(shí)上，在1880年以前，日本對(duì)于建筑物結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)也不是很重視。1880年橫濱地震（M=5.4）之后，日本成立了日本地震學(xué)會(huì)，1891年在濃尾地震之后，鑒于地震給建筑物造成的重大損害，日本成立了“震災(zāi)預(yù)防調(diào)查委員會(huì)”，開(kāi)始著手進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究。經(jīng)過(guò)近百年的發(fā)展，日本的建筑物結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)無(wú)論是在技術(shù)還是在理念上都處于領(lǐng)先的地位，如大量的震害分析表明，反應(yīng)譜理

9、論雖考慮了振幅和頻譜兩個(gè)要素，但只解決了大部分問(wèn)題，地震持續(xù)時(shí)間對(duì)震害的影響始終在設(shè)計(jì)理論中沒(méi)有得到反映。這是反應(yīng)譜理論的局限性，后來(lái)，日本大規(guī)模的采用動(dòng)力分析（時(shí)程分析法）。 </p><p>　　三是具有良好的社會(huì)正向效應(yīng)。整個(gè)社會(huì)發(fā)展是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，從這一戰(zhàn)略高度加以認(rèn)識(shí)的話，我們不難發(fā)現(xiàn)，對(duì)于建筑物抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的加強(qiáng)對(duì)于構(gòu)建和諧社會(huì)具有重要意義，良好的建筑物抗震能力，能夠減輕人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)損失和風(fēng)險(xiǎn)

10、，有利于維護(hù)社會(huì)穩(wěn)定，對(duì)于建設(shè)“美麗中國(guó)”，實(shí)現(xiàn)“中國(guó)夢(mèng)”，具有良好的社會(huì)效應(yīng)。因此，不能孤立的片面的靜止的對(duì)待建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)。 </p><p>　　三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗震設(shè)計(jì)的對(duì)策分析 </p><p>　　一是加強(qiáng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的戰(zhàn)略規(guī)劃。建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)工程，涉及到眾多方面的內(nèi)容，如建筑場(chǎng)地、地基與基礎(chǔ)；結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析和抗震驗(yàn)算；多層砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)；鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)

11、的抗震設(shè)計(jì)；多、高層鋼結(jié)構(gòu)房屋的抗震設(shè)計(jì)；單層鋼筋混凝土廠房的抗震設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)隔震與消能減震控制等等。因此，要從戰(zhàn)略層面加以重視和規(guī)劃，我國(guó)發(fā)布有《建筑工程抗震設(shè)防分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)》、《城市抗震防災(zāi)規(guī)劃管理規(guī)定》等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)建筑物抗震設(shè)防分類(lèi)、責(zé)任劃歸、防災(zāi)規(guī)劃均有具體劃分。應(yīng)該加強(qiáng)在實(shí)際工作中的執(zhí)行力度。 </p><p>　　二是優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的技術(shù)方法。建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的基本方法與不做包括，首先計(jì)算結(jié)構(gòu)的地震

12、作用—地震荷載；其次計(jì)算結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的地震作用效應(yīng)—M、Q、N及位移；再次，地震作用效應(yīng)與其他荷載效應(yīng)進(jìn)行組合、驗(yàn)算結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的抗震承載力及變形。 </p><p>　　我們知道，地震作用和結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算是建筑抗震設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，是確定所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足最低抗震設(shè)防安全要求的關(guān)鍵步驟。由于地震作用的復(fù)雜性和地震作用發(fā)生的強(qiáng)度的不確定性，以及結(jié)構(gòu)和體形的差異等，地震作用的計(jì)算方法是不同的。 </p><

13、;p>　　三是加強(qiáng)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的二次優(yōu)化。在當(dāng)前的地震多發(fā)情況下，尤其是烈度較大的情況下，抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的二次優(yōu)化至關(guān)重要。在多遇地震作用下結(jié)構(gòu)的彈性變形驗(yàn)算，屬于第一階段的抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容；在罕遇地震作用下結(jié)構(gòu)的彈塑性變形驗(yàn)算，屬于第二階段的抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容。經(jīng)過(guò)第一階段抗震設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，構(gòu)件已經(jīng)具備了必要的延性，多數(shù)構(gòu)件可以滿(mǎn)足在罕遇地震下不倒塌的要求；對(duì)某些處于特殊條件的結(jié)構(gòu)，尚須計(jì)算其在罕遇地震作用下的變形，即進(jìn)行第二階段抗震設(shè)計(jì)，以

14、考察安全性。在此基礎(chǔ)上，確定建筑物的相關(guān)結(jié)構(gòu)內(nèi)容，從建筑方來(lái)講，總想把外立面做得很美觀，顯得特別復(fù)雜；但從抗震角度講，外觀越復(fù)雜的，恰恰就越不抗震，因此，更應(yīng)該充分重視建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選擇合理的建筑結(jié)構(gòu)，不能因噎廢食。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]呂西林，蔣歡軍.建筑結(jié)構(gòu)抗震研究的若干進(jìn)展[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版

15、），2004，32（10）：1278-1284. </p><p>　　[2]李碧雄，甘立剛，王清遠(yuǎn)等.基于震害和數(shù)值分析的加固建筑結(jié)構(gòu)抗震性能評(píng)估[J].四川大學(xué)學(xué)報(bào)（工程科學(xué)版），2010，42（5）：142-149. </p><p>　　[3]耿中舉.建筑結(jié)構(gòu)抗震加固方法應(yīng)用探析[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2013，（12）. </p><p>　　

16、[4]夏念恩，譚正清.從汶川地震談對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震的幾點(diǎn)思考[J].黃岡職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，10（4）：11-13. </p><p><b>　　作者簡(jiǎn)介： </b></p><p>　　胡耿，男，1967年7月出生，湖北省宜昌市當(dāng)陽(yáng)市人，大專(zhuān)學(xué)歷，工民建專(zhuān)業(yè)。現(xiàn)就職于湖北華宇高科建筑設(shè)計(jì)咨詢(xún)有限公司宜昌分公司當(dāng)陽(yáng)辦事處，主要從事建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，具有二十多年