徐智

【摘要】本文首先對(duì)建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題進(jìn)行研究，然后提出了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的思路與方法。在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，抗震設(shè)計(jì)是非常重要的環(huán)節(jié)，本文以下就此進(jìn)行詳細(xì)的探討。

【關(guān)鍵詞】建筑工程； 抗震結(jié)構(gòu)； 設(shè)計(jì)； 問(wèn)題

一、建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

1、 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

（1）在平坦的表面上，在橫向剛性的結(jié)構(gòu)，為改變其分布，從而改變地震內(nèi)力的分布狀態(tài)，導(dǎo)致改變結(jié)構(gòu)層的變化，使得在垂直方向上出現(xiàn)薄弱層，對(duì)房屋結(jié)構(gòu)造成危害。

（2）對(duì)主體地震的分析變得困難，不容易選擇合適的地震分析模型，以準(zhǔn)確估計(jì)地震響應(yīng)并做出處理，按照我國(guó)通用的建筑規(guī)范，處理填充墻對(duì)結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度貢獻(xiàn)時(shí)，通常被認(rèn)為是減少振動(dòng)自然周期的行為，從而擴(kuò)大作為一個(gè)整體考慮，而不考慮在地震作用下平面和垂直填充墻布局結(jié)構(gòu)是否合理。

（3）填充墻設(shè)計(jì)的不合理，對(duì)建筑的主體造成了影響，還容易產(chǎn)生安全的隱患，對(duì)抗震、防震更是有百害而無(wú)一利，這都是設(shè)計(jì)中存在的比較突出的問(wèn)題。

（4）框架結(jié)構(gòu)的任意樓層不可避免存的在一定數(shù)量的填充墻，在正常情況下，框架柱的填充墻容易產(chǎn)生裂縫。因此，為了避免更大的損害，必須對(duì)檢查層的位移漂移角度進(jìn)行限制，必須考慮填充墻的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫的允許程度。不同的材料組成的目標(biāo)間隙的填充墻框架梁，其變形也有一定的差異。

（5）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下，一般不會(huì)產(chǎn)生變形，一旦遇到地震主要依靠自己的結(jié)構(gòu)變形吸收地震能量消耗。綜合各種因素，出現(xiàn)地震的時(shí)候利用漂移周期減少層間位移比，如果不考慮填充墻的剛度，或者考慮的不夠詳細(xì)，往往就會(huì)出現(xiàn)計(jì)算的錯(cuò)誤而導(dǎo)致彈性因素失去應(yīng)有的作用。

2、砌體建筑設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題

（1）城市住宅磚房建設(shè)中，房屋超高或超層時(shí)有發(fā)生，尤其是現(xiàn)代的建筑層數(shù)越來(lái)越高，底層還建有商場(chǎng)的大型的場(chǎng)所，這都對(duì)方陣設(shè)計(jì)造成了難題。

（2）在公用建筑砌體房屋中，為了滿足需要的大空間，底部和頂層結(jié)構(gòu)很多都是使用“混合”建筑的方式。在底部或頂部的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)就存在著構(gòu)造柱和圈梁的框架結(jié)構(gòu)局部增加從而導(dǎo)致防震抗震功能下降的危險(xiǎn)。

（3）砌體住宅建筑往往都是追求大空間、大客廳，布置大開(kāi)間和大門洞，有的大墻之間的厚度只有240 mm，嚴(yán)重的降低了抗震的性能，有的為了延伸住房的使用面積，在進(jìn)行房屋建筑設(shè)計(jì)的時(shí)候還將陽(yáng)臺(tái)進(jìn)行了擴(kuò)展，但是不采取磚墻構(gòu)造柱數(shù)量增加的加強(qiáng)措施，這就導(dǎo)致抗震性能完全不能達(dá)到要求。

（4）多層砌體建筑的抗震設(shè)計(jì)，為了追求建筑的美感，往往設(shè)計(jì)的抗震功能都不是體現(xiàn)最好的抗震能力的方式。有的設(shè)計(jì)人員缺乏的工程經(jīng)驗(yàn)，對(duì)類似的多層磚混砌體抗震設(shè)計(jì)強(qiáng)度沒(méi)有設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)多層砌體抗震構(gòu)造柱和圈梁之間的差異沒(méi)有采取必要的措施，很多設(shè)計(jì)都缺少抗震連接措施，多數(shù)設(shè)計(jì)不完整或未交代清楚抗震的方式，在設(shè)計(jì)中對(duì)建筑的樓梯設(shè)計(jì)不合理，有的設(shè)計(jì)的樓梯較窄，有的設(shè)計(jì)的樓梯位置靠近建筑物兩側(cè)，都不利于地震后的逃生。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的思路與方法

1、合理選址以提高建筑物的抗震能力

在建筑物選址時(shí)，易選擇地層穩(wěn)固地帶，應(yīng)盡量避開(kāi)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(méi)有條件避開(kāi)上述不適合建造建筑物的地區(qū)時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)的抗震應(yīng)對(duì)措施。依據(jù)國(guó)家對(duì)建筑物抗震的類別等級(jí)，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(jiǎn)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(shí)，這種地質(zhì)構(gòu)造若發(fā)生地震，地基會(huì)發(fā)生不均勻沉降。在此種地質(zhì)構(gòu)造地帶施工時(shí)，應(yīng)采用樁基和加強(qiáng)基礎(chǔ)的措施來(lái)加固地基。

2、使用科學(xué)的結(jié)構(gòu)形式

目前，我國(guó)常用的建筑結(jié)構(gòu)有：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、鋼混結(jié)構(gòu)以及鋼結(jié)構(gòu)。防裂度和地區(qū)不同都是造成結(jié)構(gòu)不同的主要因素， 通常鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震能力相對(duì)較強(qiáng)，由于自身柔韌性較好， 所以鋼筋混凝土在建筑物變形能力控制中，具有良好的承載能力。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，必須根據(jù)抗震要求以及功能特征選用合理的結(jié)構(gòu)方案，在審核結(jié)構(gòu)體系中，也必須考慮結(jié)構(gòu)側(cè)移度，特別是高層建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。隨著高層建筑結(jié)構(gòu)高度增加，不僅會(huì)讓建筑結(jié)構(gòu)在地震作用以及其他負(fù)荷作用影響下增大水平位移，也會(huì)讓建筑結(jié)構(gòu)抗側(cè)移的剛度增加。而對(duì)于不同的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系、組成方式、構(gòu)建以及受力特征，在抵抗側(cè)移剛度等方面都具有很大的差異性，所以在使用中，必須根據(jù)具體情況，選用合理的高度。

3、合理的平立面布置

建筑物的動(dòng)力性能基本上取決于它的建筑布局和結(jié)構(gòu)布置。建筑布局簡(jiǎn)單合理，結(jié)構(gòu)布置符合抗震原則，從而確保房屋具有良好的抗震性能。建筑物的平、立面布置宜規(guī)則、對(duì)稱，質(zhì)量和剛度變化均勻，避免樓層錯(cuò)層。對(duì)體形復(fù)雜的建筑物合理設(shè)置變形縫，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行水平地震作用計(jì)算和內(nèi)力調(diào)整，并應(yīng)對(duì)薄弱部位采取有效的抗震構(gòu)造措施，嚴(yán)格控制建筑物的高度和高寬比。

4、多道抗震防線的設(shè)置

這樣可以避免在地震作用下，由于局部損壞而造成整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的損壞，例如框架----抗震墻結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，抗震墻可以抵抗較大的側(cè)壓力，是第一道防線，當(dāng)在地震作用下抗震墻發(fā)生破壞時(shí)，框架結(jié)構(gòu)就起到抗震的第二道防線。 多道抗震防線可以極大的消耗地震能量，延緩或者減輕地震作用對(duì)高層建筑的損壞。

5、保障結(jié)構(gòu)的延性

（1）對(duì)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(shí)，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(shí)，梁端的塑性鉸的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)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(shí)它的塑性轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)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?yàn)榧羟袑?duì)于破壞根本沒(méi)有延性，如果某個(gè)部位一旦發(fā)生剪切破壞時(shí)，這個(gè)部位在整個(gè)抗震結(jié)構(gòu)中的作用就會(huì)喪失，柱端發(fā)生剪切破壞，建筑結(jié)構(gòu)的局部就會(huì)發(fā)生坍塌，局部坍塌有可能導(dǎo)致整個(gè)建筑物的坍塌。因此，要采取措施來(lái)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(shí)都不會(huì)損壞其剪力。

6、強(qiáng)化設(shè)計(jì)質(zhì)量

由于地震具有超強(qiáng)的危害性，所以在地震設(shè)計(jì)時(shí)，必須注重各項(xiàng)影響因素。由于我國(guó)建筑設(shè)計(jì)水平相對(duì)落后，很多建筑結(jié)構(gòu)使用的方案不夠合理，在不能科學(xué)布置建筑結(jié)構(gòu)方案的過(guò)程中，不僅增加了建筑成本和自身重量，也加大了地震危害。因此，在建筑抗震設(shè)計(jì)中，必須正確運(yùn)用抗震理論，根據(jù)相關(guān)設(shè)計(jì)原則，不斷保障或者提高建筑結(jié)構(gòu)可靠性與安全性。具體原則包括：努力降低地震作用時(shí)結(jié)構(gòu)位移與扭轉(zhuǎn)，并且建筑結(jié)構(gòu)必須擁有足夠的剛度；結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力相對(duì)較高，同時(shí)具有足夠的耗能能力與延性。在這過(guò)程中，延性大說(shuō)明變形能力相對(duì)較高，承載力與強(qiáng)度減小速度緩慢，不能有足夠的空間吸收，還能耗散地震能量，從自身結(jié)構(gòu)避免坍塌。

三、結(jié)語(yǔ)

總之，抗震設(shè)計(jì)作為建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容， 直接影響居民生命及財(cái)產(chǎn)安全。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，必須根據(jù)實(shí)際情況，將抗震設(shè)計(jì)放在重要位置，依據(jù)“抗”和“放”相結(jié)合的原則，嚴(yán)格遵守規(guī)范要求，采取科學(xué)有效的抗震措施，將地震對(duì)建筑物的破壞降至最小化。

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