文/邊巴旺堆 西藏自治區(qū)建筑勘察設(shè)計院 西藏拉薩 850000

建筑結(jié)構(gòu)抗震措施探微

文/邊巴旺堆 西藏自治區(qū)建筑勘察設(shè)計院 西藏拉薩 850000

如何有效提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，一直以來都是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計師們重點(diǎn)研究的課題，隨著地震災(zāi)害的增多，人們對于建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計也越來越關(guān)注。本文結(jié)合建筑性能方面的要求對抗震設(shè)計進(jìn)行闡述，然后對設(shè)計流程及抗震設(shè)計方法進(jìn)行重點(diǎn)分析，對于促進(jìn)建筑行業(yè)的健康發(fā)展意義重大。

建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計；抗震；性能

具有效數(shù)據(jù)顯示，我國傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計可以保證在遇到地震災(zāi)害的過程中，人身可以得到基本保證，但是財產(chǎn)安全通常會受到很大的威脅。新時期，在建筑業(yè)快速發(fā)展的過程中，積極加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計至關(guān)重要。我國現(xiàn)有的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計在實施過程中，不僅難度較大，同時也無法徹底滿足提升建筑抗震功能的需求，在這種情況下，本文積極加強(qiáng)了基于性能的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計研究。

1、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的性能要求

多年來，世界各國針對地震和震害進(jìn)行了全面的調(diào)查和分析，并對比出應(yīng)用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計構(gòu)建起來的建筑擁有較小的倒塌率，基本實現(xiàn)對居民生命安全的保障，然而經(jīng)濟(jì)損失是不可避免的，在這種情況下，社會各界開始關(guān)注建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計，并逐漸形成了抗震性能目標(biāo)，基于性能的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計就是在這種情況下產(chǎn)生并有效應(yīng)用的?；谛阅艿慕ㄖY(jié)構(gòu)抗震設(shè)計從本質(zhì)上改變了我國傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計，現(xiàn)階段，世界上多數(shù)國家在積極發(fā)展建筑業(yè)的過程中都應(yīng)用了這種設(shè)計方式。從設(shè)計流程的角度來觀察可以發(fā)現(xiàn)，新的設(shè)計方法在應(yīng)用過程中融合了多個學(xué)科的內(nèi)容，如結(jié)構(gòu)工程、巖土工程以及建筑學(xué)等，因此該設(shè)計方法在使用過程中，設(shè)計人員對各項技術(shù)的掌握以及熟悉程度是提升設(shè)計質(zhì)量的關(guān)鍵。從性能目標(biāo)的角度來看，社會大眾以及建筑使用者對建筑的結(jié)構(gòu)性能擁有一定的期望，通常包含兩方面內(nèi)容，分別為結(jié)構(gòu)抗震的性能指標(biāo)以及地震凍性能指標(biāo)［1］。

這兩項指標(biāo)充分說明，在劃分地震動性能的過程中可以對傳統(tǒng)的地震危險性概率分析法進(jìn)行充分的應(yīng)用，然而這一過程中還必須綜合利用不同的危險性分析法。在對建筑結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)成因素如墻構(gòu)件和梁柱等進(jìn)行實驗的過程中，應(yīng)將定性以及定量分類作用于震害實驗結(jié)果當(dāng)中，此時可以對數(shù)據(jù)庫技術(shù)進(jìn)行充分的應(yīng)用，從而有效得出結(jié)構(gòu)性能的標(biāo)準(zhǔn)圖形。

2、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計具體流程以及安全性評價研究

2.1 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計

對結(jié)構(gòu)和非結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行參數(shù)的確定是結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上可以對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)的構(gòu)造，促使其性能目標(biāo)能夠滿足地震作用的要求。在設(shè)計構(gòu)件以及結(jié)構(gòu)的過程中，將指標(biāo)確定為變形和能量是基于性能的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的特點(diǎn)。設(shè)計結(jié)構(gòu)時，應(yīng)首先確定結(jié)構(gòu)抗震計算的方法，多個性能目標(biāo)存在于結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中，而線性以及非線性計算方法在結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用至關(guān)重要，能夠滿足基于性能的設(shè)計要求，相關(guān)的計算方法應(yīng)當(dāng)滿足以下特點(diǎn):首先，直觀性。便于設(shè)計人員有效解決設(shè)計問題；其次，多變性。有助于設(shè)計人員工作中可以針對不同的設(shè)計目標(biāo)計算不同的參數(shù)數(shù)值；再次，實用性。［2］。

2.2 結(jié)構(gòu)性能的抗震安全評價

在對地震凍性能指標(biāo)進(jìn)行確定的基礎(chǔ)上，對結(jié)構(gòu)性能的抗震安全評價進(jìn)行應(yīng)用，可以有效全面估計該結(jié)構(gòu)的抗震能力以及安全程度，其中包含最大變形、累積變形、強(qiáng)度以及剛度在結(jié)構(gòu)中的體現(xiàn)，這些因素是進(jìn)行全面估計的重要內(nèi)容。確定性結(jié)構(gòu)性能評價更適用于現(xiàn)階段建筑工程的施工，不同的結(jié)構(gòu)體系是選擇不同性能評價準(zhǔn)則的基礎(chǔ)。

由于隨機(jī)性是地震發(fā)生的主要特點(diǎn)，其時間、震級以及地點(diǎn)等因素都不是固定不變的，因此對概率可靠度性能評價進(jìn)行應(yīng)用從理論的角度來看更加適用，然而這種評價方式針對高層建筑結(jié)構(gòu)體系來講存無法徹底的貫徹落實。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因跟隨機(jī)性在性能評價指標(biāo)中的體現(xiàn)具有緊密的聯(lián)系，同時隨機(jī)地震反應(yīng)分析計算在高層建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用也擁有較大的技術(shù)難度。眾所周知，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)性能的抗震安全評價的過程中，應(yīng)將其視為一個系統(tǒng)的評價，其具有較多層次。在評價具體實施過程中，可以按照兩個流程來進(jìn)行，首先，評價抗震性能在墻體、節(jié)點(diǎn)以及梁柱中的體現(xiàn)；接下來就是綜合評價整體抗震性能在結(jié)構(gòu)中的體現(xiàn)。由此可見，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)性能的抗震安全評價的過程中，應(yīng)對結(jié)構(gòu)抗震性能以及構(gòu)件抗震性能二者的關(guān)系進(jìn)行充分的掌握。

3、基于性能的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計注意事項

3.1 結(jié)構(gòu)抗震性能控制措施

地震發(fā)生的隨機(jī)性，對人們的生命以及財產(chǎn)造成了嚴(yán)重的威脅。而應(yīng)用科學(xué)的結(jié)構(gòu)抗震性能控制措施是確?；谛阅艿慕ㄖY(jié)構(gòu)抗震設(shè)計得以實現(xiàn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，從現(xiàn)階段的角度來看，結(jié)構(gòu)自控以及設(shè)備控震是結(jié)構(gòu)抗震控制的兩種重要形式。從工程應(yīng)用層面來分析，結(jié)構(gòu)抗震自適應(yīng)能力的重要性更加明顯，這里的結(jié)構(gòu)抗震自適應(yīng)能力就是結(jié)構(gòu)自控。本文在積極展開研究的過程中發(fā)現(xiàn)，針對高層建筑來講，在耗能裝置當(dāng)中不應(yīng)當(dāng)包含剪力墻等重要性構(gòu)件。這是因為，較大的難度產(chǎn)生于加固以及修復(fù)這部分構(gòu)建的過程中，例如，將其作為耗能裝置時，破損現(xiàn)象將產(chǎn)生于較小地震的影響下，而當(dāng)中級地震發(fā)生的過程中，很容易導(dǎo)致該裝置面對無法進(jìn)行修理的局面。現(xiàn)階段，西方發(fā)達(dá)國家在積極進(jìn)行基于性能的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計研究過程中，研發(fā)了新型耗能結(jié)構(gòu)，如鋼梁-混凝土柱組合結(jié)構(gòu)以及抗震控制結(jié)構(gòu)等，從現(xiàn)階段建筑業(yè)的發(fā)展角度來看，這些結(jié)構(gòu)具有重要的應(yīng)用價值。

3.2 社會經(jīng)濟(jì)評價在結(jié)構(gòu)抗震性能中的體現(xiàn)

在設(shè)計結(jié)構(gòu)工作開展之前，社會大眾以及建筑使用者通常都會擁有一定的要求從而限定結(jié)構(gòu)中的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。實際上，促使經(jīng)濟(jì)指標(biāo)以及社會效益實現(xiàn)最佳值是開展不同結(jié)構(gòu)設(shè)計的最初目標(biāo)，因此這也是基于性能的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計過程中的最初目標(biāo)。現(xiàn)階段，我國在積極進(jìn)行基于性能的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計研究的過程中，必須綜合考慮多種內(nèi)容，如費(fèi)用-效益分析、地震損失估計以及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的評價方法等。

結(jié)語：

綜上所述，建立在性能基礎(chǔ)上的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計，最突出的特點(diǎn)就是在對結(jié)構(gòu)性能目標(biāo)進(jìn)行選擇的過程中由公眾作為主體，而設(shè)計工作者從專業(yè)的角度出發(fā)盡量實現(xiàn)這些性能目標(biāo)。同傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計相比，這種設(shè)計方式具有較強(qiáng)的精細(xì)性，能夠?qū)ㄖY(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)行有效的預(yù)測。

［1］王亞勇，岳茂光，李宏男，等.基于不同性能目標(biāo)的RC結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的效益分析［J］.土木工程學(xué)報，2014（03）:37-45.

［2］季靜，黃藝燕，韓小雷，等. 高層建筑基于性能的粘滯耗能支撐結(jié)構(gòu)抗震加固設(shè)計［J］. 建筑結(jié)構(gòu)，2015（ 07） : 30 -32 +55.