2

（1、遼寧省城鄉(xiāng)建設(shè)規(guī)劃設(shè)計院;2、大連華威高級建筑師事務(wù)所有限公司）

【摘要】地震災(zāi)害的發(fā)生具有突發(fā)性，而且地震災(zāi)害發(fā)生后的破壞力極大。當(dāng)今世界沒有任何一個國家能夠提前準(zhǔn)確的預(yù)報地震。地震尤其是震級比較高、烈度比較大的地震爆發(fā)會給人類造成災(zāi)難性的損失和大量的人員傷亡，而很多人員的傷亡都是由于建筑物在地震中倒塌造成的。因此提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力非常重要。建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計建造人員，必須要熟練的掌握和運用正確的建筑抗震設(shè)計，才可以設(shè)計建造出適用于抗震要求的建筑。在現(xiàn)代的抗震設(shè)計中，要加強(qiáng)完善建筑的抗震設(shè)計，要把建筑物在不可預(yù)見的地震中展現(xiàn)出強(qiáng)勢的抗震基礎(chǔ)，這也是在地震工程學(xué)需要深入探討的問題。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計；抗震能力

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)今世界建筑結(jié)構(gòu)的抗震理論層出不窮，但是殊途同歸，都是為了提高建筑物的抗震能力。而建筑物的抗震理論中，建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計理念非常重要。設(shè)計思路由彈性轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷€性，這是新的抗震理論對建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的基本要求，這一要求也對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員提出了更高的要求。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員要更新知識結(jié)構(gòu)，從抗震的概念設(shè)計出發(fā)，從而明確設(shè)計思路，靈活的把抗震的概念設(shè)計運用到建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計當(dāng)中。因此，在建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中應(yīng)該多方考慮，做出更好的建筑抗震設(shè)計。

1 抗震設(shè)計

在汲取地震災(zāi)害造成建筑物倒塌經(jīng)驗教訓(xùn)基礎(chǔ)上，結(jié)合長期以來的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計經(jīng)驗，結(jié)合世界各國的抗震理念和設(shè)計，在建筑結(jié)構(gòu)的抗震概念里逐漸形成了許多設(shè)計原則，建筑的設(shè)計思路也應(yīng)從總體布局著眼，然后再確定細(xì)節(jié)的構(gòu)造?？拐鸾ㄖ脑O(shè)計概念主要體現(xiàn)在以下幾個重要的層次。首先，在地震災(zāi)害發(fā)生后，沒有充分掌握地面運動的復(fù)雜性以及地面運動的復(fù)雜性對建筑結(jié)構(gòu)造成的影響。其次，體現(xiàn)在地震的計算理論中。目前，抗震設(shè)計的計算理論還不能準(zhǔn)確的反映出地震發(fā)生時，地震帶來的沖擊力是如何破壞建筑結(jié)構(gòu)的。建筑設(shè)計的概念中強(qiáng)調(diào)在工程一開始設(shè)計時就應(yīng)全面考慮、準(zhǔn)確把握房屋的外形、主體結(jié)構(gòu)、構(gòu)件的延性等建筑的特點。

2 合理選址以提高建筑物的抗震能力

地震發(fā)生時，如果建筑物本身抗震能力弱，結(jié)構(gòu)不堅固或者建筑剛性強(qiáng)而韌性不足，很容易遭到嚴(yán)重的破壞使之倒塌。如果建筑物選址不合理，地基選（基礎(chǔ)建）在地質(zhì)不穩(wěn)固的地方，地震會引起地表的地裂和錯動以及地面沉降，這種破壞在地基不穩(wěn)固的地方更加明顯，因此合理選址以提高建筑物的抗震能力非常重要。在建筑物選址時，宜選擇地層穩(wěn)固地帶，應(yīng)盡量避開地質(zhì)不穩(wěn)固的地方，如斷層帶、地下采空區(qū)、地下水空洞區(qū)、易液化土等地方。如果沒有條件避開上述不適合建造建筑物的地區(qū)時，應(yīng)采取相應(yīng)的抗震應(yīng)對措施。依據(jù)國家對建筑物抗震的類別等級，采取人工加固地基、注意建筑結(jié)構(gòu)的整體性、建筑物的外形勻稱、建筑物的結(jié)構(gòu)簡單減輕建筑物自重等，都可以消除地基液化沉陷。

還有一種特殊的地質(zhì)構(gòu)造，那就是在地基的主要受力層內(nèi)還存在土質(zhì)較軟的粘性土層或者不均勻的土層面時，這種地質(zhì)構(gòu)造若發(fā)生地震，地基會發(fā)生不均勻沉降。在此種地質(zhì)構(gòu)造地帶施工時，應(yīng)采用樁基和加強(qiáng)基礎(chǔ)的措施來加固地基。

3 選擇合理的平面和立面布置

建筑物的立體結(jié)構(gòu)與平面設(shè)計非常重要，需要關(guān)注以下幾個方面的問題：

（1）在地震水平作用力下，建筑的結(jié)構(gòu)剛度和其抗震能力是雙向的。建筑物在結(jié)構(gòu)布置上應(yīng)該能夠承受住任何方向的地震。一般而言，應(yīng)該使結(jié)構(gòu)從平面的主軸方向上具有足夠的剛度以提高其抗震能力。建筑構(gòu)造的抗震能力體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的剛度和韌性。結(jié)構(gòu)的剛度越高，就越能削減地震的破壞力。而結(jié)構(gòu)的韌性，就是要使建筑有一定的變形度。但是如果變形度過大，其自身重力效應(yīng)也會破壞其自身結(jié)構(gòu)?？偠灾?，建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)該剛?cè)岵⒅亍?/p>

（2）結(jié)構(gòu)簡單。如果建筑物自身結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，設(shè)計師很難預(yù)測和控制建筑物在遭受地震沖擊力時的受力。而簡單的結(jié)構(gòu)，建筑設(shè)計師可以通過計算模型或者計算軟件模擬出建筑物受地震影響時建筑結(jié)構(gòu)自身的受力情況，對其位移內(nèi)力進(jìn)行分析，從而找出結(jié)構(gòu)的薄弱部位并加固。因此相對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)，對簡單結(jié)構(gòu)的抗震性能預(yù)測是比較可靠的。

（3）建筑的整體性結(jié)構(gòu)。樓蓋的設(shè)計在高層建筑的整體結(jié)構(gòu)中起著非常重要的作用。在高層建筑的整體結(jié)構(gòu)中，樓蓋相當(dāng)于一個水平的隔板，其不僅是一個把慣性力傳遞到每個豎向的抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)，而且再地震發(fā)生時它還可以協(xié)同這些子結(jié)構(gòu)承受地震的沖擊力。但是如果豎向的抗側(cè)力子布置不均勻，則會發(fā)生變形，此時就需要樓蓋協(xié)同抗側(cè)力子結(jié)構(gòu)發(fā)揮作用。

4 保障結(jié)構(gòu)的延性

在完成建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計后，還要采取措施使該結(jié)構(gòu)具有適當(dāng)?shù)难有?，以此保證此建筑結(jié)構(gòu)可以達(dá)到預(yù)定的抗震目標(biāo)。提高建筑結(jié)構(gòu)的延性措施包括：（1）對于建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中柱、梁等構(gòu)件，應(yīng)該按照強(qiáng)柱弱梁的原則，增加柱子的抗彎能力。鋼筋混凝土的框架在強(qiáng)震發(fā)生時，當(dāng)?shù)卣鹜χ率菇ㄖY(jié)構(gòu)達(dá)到最大的非線性位移時，梁端的塑性鉸的塑性轉(zhuǎn)動會比較大。當(dāng)柱端的塑性鉸出現(xiàn)比較晚，那么建筑結(jié)構(gòu)達(dá)到最大的非線性位移時它的塑性轉(zhuǎn)動會比較小。這樣就保證了框架有了比較穩(wěn)定的塑性耗能構(gòu)件。（2）要提高結(jié)構(gòu)的延性，還要采取強(qiáng)剪弱彎的措施。因為剪切對于破壞根本沒有延性，如果某個部位一旦發(fā)生剪切破壞時，這個部位在整個抗震結(jié)構(gòu)中的作用就會喪失，柱端發(fā)生剪切破壞，建筑結(jié)構(gòu)的局部就會發(fā)生坍塌，局部坍塌有可能導(dǎo)致整個建筑物的坍塌。因此，要采取措施來增大梁柱和柱端的組合剪力值，保證任何構(gòu)件在強(qiáng)震發(fā)生時都不會發(fā)生剪切破壞。

5 建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)計算分析

參數(shù)設(shè)計的目的是為了更好的計算地震作用力以及房屋的各構(gòu)件對地震作用的響應(yīng)力。這種計算主要是對每個墻柱梁板的承載力以及變形參數(shù)的計算。計算開始前，要建立與高層結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的計算模型，然后依據(jù)模型和設(shè)計概念做出細(xì)致的計算。在應(yīng)用計算機(jī)軟件協(xié)助計算時，必須符合國家有關(guān)規(guī)定和行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。同時必須堅持具體問題具體分析，注意具體工程的特殊處理。對于比較復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)，要針對不同類型的地震做相應(yīng)的變形分析，要采用兩個及以上的力學(xué)模型，當(dāng)前有剪磨理論和主拉應(yīng)力理論兩種，這兩種不同的計算理論都有其適合的應(yīng)用范圍，砌塊結(jié)構(gòu)一般應(yīng)用剪磨理論，而磚砌體一般用主拉應(yīng)力理論。根據(jù)計算機(jī)軟件計算出的結(jié)果，然后才能確定建筑結(jié)構(gòu)是否能運用到工程設(shè)計當(dāng)中。

6 結(jié)束語

總之，就現(xiàn)階段而言，地震是一種在全世界范圍內(nèi)都無法預(yù)測的自然災(zāi)害，但是并不是要聽天由命，為了減輕其危害，建筑設(shè)計人員必須在建筑工程設(shè)計方面下功夫，改變過去著眼局部的方法，從整體出發(fā)進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計，注意建筑物的選址、選擇合理的立面和平面布置、保障結(jié)構(gòu)的延性以及對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)分析等方法提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，從而能夠在地震發(fā)生時，保證人民的生命財產(chǎn)安全。

參考文獻(xiàn)

[1]阿布都熱依木#8226;吐爾地.淺談建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計理念[J]. 科技致富向?qū)? 2011(03)

[2]范適，李碩.淺析建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能[J]. 硅谷. 2010(10)

[3]肖麗娜.淺談建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計方法[J]. 民營科技. 2011(05)