涂冬冬

摘 要：近年來，我國各類自然災害發(fā)生的較為頻繁，給人民群眾的生命和財產(chǎn)安全帶來了較大的危害，特別是地震災害的發(fā)生，所帶來的損失更為嚴重。在地震發(fā)生時，一旦建筑倒塌則會造成嚴重的人身傷亡。所以需要在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時將抗震設(shè)計放在非常重要的位置，有效地提高建筑的抗震能力，降低地震中建筑的損壞程度，保障人們生命和財產(chǎn)的安全。文章對抗震設(shè)防的目標進行了分析，并進一步對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計策略進行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計；抗震

引言

近年來，隨著建筑開始不斷向高層及超高層方向發(fā)展，其結(jié)構(gòu)也開始呈現(xiàn)復雜化，為了確保建筑結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，則對高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計成為設(shè)計師設(shè)計中的難點問題。建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計是一項系統(tǒng)、復雜的工作，需要從選址到結(jié)構(gòu)設(shè)計的整個過程中都要對抗震設(shè)計進行充分地考慮，需要在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中運用不同的抗震方法來確保設(shè)計的建筑結(jié)構(gòu)能夠更好地符合貫徹結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求，而且建筑項目的不同，其抗震的設(shè)計也存在著較大的差別，所以需要在設(shè)計時針對建筑的特點選擇最合理的抗震設(shè)計方案。

1 抗震設(shè)防目標

目前在我國建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計時，需要做到“小震不壞，中震可修，大震不倒”。這是對于抗震設(shè)計的具體要求。即在發(fā)生的地震烈度低于建筑的抗震設(shè)防烈度時，建筑建筑處于彈性工作狀態(tài)，即其在地震中不會受到損壞，仍可以正常進行使用；而對發(fā)生的地震烈度與建筑的抗震烈度相當時，則此時建筑結(jié)構(gòu)處于非彈性階段，建筑物可能受到損壞，但經(jīng)一般性的修理即可繼續(xù)使用，即建筑物在地震破壞下經(jīng)修理后仍可以繼續(xù)進行使用，即建筑結(jié)構(gòu)處于可修復的范圍；而當發(fā)生較大震級的地震時，其烈度高于建筑物設(shè)防的烈度，在這種情況下，建筑物處于非彈性變開中，但要求建筑結(jié)構(gòu)防震設(shè)計不致于倒塌或危及生命安全，在非彈性變形下人員可以從建筑物內(nèi)進行逃離。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計策略

2.1 建筑場地

在進行建筑場地選擇時，需要選擇對抗震有利的平坦開闊地段來進行建設(shè)，而且在確保建設(shè)場地的土具有較好的堅硬性及密實度，而且硬度和密實度較為均勻。避免選擇一些對抗震不利的地段上進行建筑物的建設(shè)。因為一些軟土、液化土、山岳、陡坡、采空區(qū)及河岸邊緣等地段，其場地土無論在其分布、巖性及狀態(tài)上都處于不均勻狀態(tài)，不利于達到抗震的要求，對于實在無法避開需要在這些地段上進行建筑物施工時，則需要做好防震措施。對于一些極易發(fā)生滑坡、地陷、地裂及泥石流等抗震危險地段，則不能進行甲、乙、丙類建筑的施工，同時對于地震斷裂帶上易發(fā)生錯位的地段也不能進行建筑物的建設(shè)。

2.2 選擇有利于抗震的建筑平面和立面布置

2.2.1 建筑的體型要簡單，平立面布置宜規(guī)則

當建筑物其體型較為簡單和規(guī)則時，在設(shè)計時能夠更好地明確其受力性能，而且對于其在地震發(fā)生時的實際反應及其內(nèi)力也能夠進行準確地分析，而且結(jié)構(gòu)內(nèi)部具體的構(gòu)造也易于處理，這樣的結(jié)構(gòu)即使在地震作用下其受到的損害也較小。而相對于體型及平面不規(guī)則的建筑物，由于立面上高低錯落，這樣就會形成剛度和強度上的突變，極易使應力或是變形集中出現(xiàn)，導致薄弱環(huán)節(jié)產(chǎn)生，在地震作用下其薄弱處會首先發(fā)生變形損壞，產(chǎn)生較大的危害。

2.2.2 建筑的平、立面剛度和質(zhì)量分布力求對稱

建筑的剛度和質(zhì)量分布不對稱、即使在地面平動分量作用下也會發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動，從而造成比較嚴重的危害。所以，建筑或其獨立單元應力應求剛度、質(zhì)量的對稱，使其質(zhì)心與剛心重合或偏心很小。

2.2.3 建筑的質(zhì)量和剛度變化要均勻

建筑的質(zhì)量和剛度沿豎向分布往往是不均勻的。例如，由于建筑的豎向收進，地震時收進處上、下部分振動特性不同，易于在收進處的橫隔層（樓板）產(chǎn)生應力突變，使豎向收進的凹角處產(chǎn)生應力集中；又如，在建筑物底層設(shè)置上下不連續(xù)的抗震墻（如底層框支抗震墻）、使建筑物沿豎向的不均勻性；框架的填充墻在層高范圍內(nèi)未連續(xù)設(shè)置或存在樓層的錯層，使框架形成短柱，也易于造成危害。設(shè)計時對上述質(zhì)量和剛度沿豎向分布不連續(xù)的情況應加以限制、采取必要的構(gòu)造措施。

2.2.4 必要時設(shè)置防震縫

防震縫的設(shè)置，應根據(jù)建筑類型、結(jié)構(gòu)體系和建筑體型等具體情況區(qū)別對待，不提倡一切都設(shè)，也不主張都不設(shè)，可按結(jié)構(gòu)的實際需要考慮。

體型復雜的建筑不設(shè)防震縫時，應選擇符合實際的結(jié)構(gòu)計算模型，進行精細的抗震分析，估計其局部應力和變形集中及扭轉(zhuǎn)影響、判別其易損部位、采取措施提高抗震能力。

當設(shè)置防震縫時，應將建筑分成規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元，防震縫應根據(jù)烈度、場地類別、房屋類型等留有足夠的寬度，其兩側(cè)的上部結(jié)構(gòu)應完全分開。

2.3 建筑結(jié)構(gòu)體系的合理選擇

2.3.1 建筑結(jié)構(gòu)體系應當避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的破壞而導致整個建筑結(jié)構(gòu)喪失抗震能力失去對重力荷載的承載能力

建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的一個重要原則就是結(jié)構(gòu)應當具有必要的贅余度、良好的變形能力和內(nèi)力重分配的功能，地震中，即使一部分構(gòu)件退出工作，其余部分構(gòu)件仍能承擔起豎向荷載，避免整體建筑結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。

2.3.2 建筑結(jié)構(gòu)體系應當具有清晰明確的計算簡圖和恰當合理的地震作用傳遞路徑

在這過程中，豎向建筑構(gòu)件的布置，應盡量使豎向建筑構(gòu)件在垂直重力荷載作用下的壓應力水平接近均勻；樓屋蓋梁體系的布置，應盡量使垂直重力荷載以最短的路徑傳遞到豎向構(gòu)件墻、柱上去；轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)體系的布置，應盡量做到使上部結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件傳遞來的垂直重力荷載通過轉(zhuǎn)換層一次至多二次轉(zhuǎn)換。另外，建筑的整體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系也必須明確，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)一般由框架、簡體、剪力墻、支撐等組成，它們宜盡量連續(xù)貫通。

2.3.3 建筑結(jié)構(gòu)體系應當具有合理適度的強度和剛度

宜具有合理恰當?shù)膹姸群蛣偠确植?，防止和避免因局部削弱或突變形成薄弱部位，產(chǎn)生過大的塑性變形集中或應力集中；建筑的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計應使節(jié)點基本不被破壞，底層柱底的塑性鉸宜形成晚，應當使柱、梁端的塑性鉸出現(xiàn)得盡可能地分散；對于可能出現(xiàn)的薄弱部位，應采取適當措施提高抗震能力。

2.4 重視建筑平面布置的規(guī)則性

在我國的抗震設(shè)計規(guī)范中對于各種不規(guī)則的建筑都對其所需要選擇的計算模型進行了規(guī)定。對于建筑的平面和立面布置在設(shè)計時盡可以的按照抗震設(shè)計的原則進行設(shè)計，采用規(guī)則的設(shè)計方案，特別是在我國建筑的建設(shè)時，由于其和種結(jié)構(gòu)特點，要想實現(xiàn)抗側(cè)力主體結(jié)構(gòu)的對稱性較為容易。而且建筑平面布置的規(guī)則性不僅對抗震性能有較大的影響，而且在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中也具有非常重要的作用，所以需要在實際建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計時對這點進行特別關(guān)注。

3 結(jié)束語

建筑物結(jié)構(gòu)的抗震性能對于建筑物整體的性能具有十分重要的影響，所以需要在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時將抗震性能貫穿于從選址到結(jié)構(gòu)設(shè)計的整個過程中，確保建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計通達達到符合的要求。所以要求設(shè)計師在進行不同建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要選擇最適合的抗震設(shè)計方法，實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)的合理布置，提高建筑物的抗震性能，確保在地震中建筑物盡可能發(fā)生較小的損傷，保護人們生命和財產(chǎn)的安全。

參考文獻

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