張季

摘要：建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計理念主要是指建筑結(jié)構(gòu)抗震的基本設(shè)計原則和設(shè)計理念，其不以計算為基礎(chǔ)，主要是根據(jù)設(shè)計理論和施工經(jīng)驗(yàn)，對現(xiàn)有設(shè)計方案和設(shè)計理念進(jìn)行評估，并評估滿足抗震要求的設(shè)計方案，主要包括分析、綜合和評價等步驟?；诖?，本文闡述了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計要求及其作用，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計理念應(yīng)用進(jìn)行了論述分析。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計；抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計；要求；作用；理念；應(yīng)用

城市化建設(shè)的不斷推進(jìn)，促進(jìn)了建筑業(yè)的快速發(fā)展，但是基于人類對資源過度利用，使得自然災(zāi)害變得越來越多，而在面對地震這樣的自然災(zāi)害時，人類無法控制只能夠?qū)ζ溥M(jìn)行力所能及的防護(hù)，因此必須加強(qiáng)對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計理念進(jìn)行分析。

一、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計要求分析

《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》對建筑抗震設(shè)防提出“三水準(zhǔn)、兩階段”的要求，“三水準(zhǔn)”即“小震不壞，中震可修，大震不倒”。當(dāng)遭遇第一設(shè)防烈度地震即低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震時，結(jié)構(gòu)處于彈性變形階段，建筑物處于正常使用狀態(tài)。建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用。因此，要求建筑結(jié)構(gòu)滿足多遇地震作用下的承載力極限狀態(tài)驗(yàn)算，要求建筑的彈性變形不超過規(guī)定的彈性變形限值。當(dāng)遭遇第二設(shè)防烈度地震即相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的基本烈度地震時，結(jié)構(gòu)屈服進(jìn)入非彈性變形階段，建筑物可能出現(xiàn)一定程度的破壞，但經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計是基于“實(shí)用、經(jīng)濟(jì)和安全”這一理念而產(chǎn)生。

二、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計意義

1、提高抗震能力。筆者認(rèn)為需要做好以下幾點(diǎn)：第一、在建筑中要考慮地基的穩(wěn)定性因素，挑選對抗震有益的地基，防止地基變形影響抗震功能；第二、同一建筑單元要設(shè)計在性質(zhì)一樣的地基上，要把地基最大潛力融入建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計，有利于發(fā)揮地基的抗震功能；第三、建筑盡量做到規(guī)則、對稱，以降低地震作用導(dǎo)致的建筑變形度以及避免地震作用力集中導(dǎo)致建筑扭曲的狀況發(fā)生；第四、建筑整體結(jié)構(gòu)設(shè)計中要多加幾道抵抗防線，以提高建筑的抗震力，同時建筑受力設(shè)計要明確，防止存在建筑局部薄弱；第五、最大程度減小建筑自身重量，從而減小建筑對地基的壓力，達(dá)到緩解地震沖擊作用對建筑體的影響力。

2、降低地震對建筑的影響。被工程界認(rèn)可的一個辦法是在建筑基礎(chǔ)與建筑的主體部分之間加設(shè)一個隔震層，有些設(shè)計師在建筑物的頂端部分加設(shè)一個“反擺”。此反擺的作用是能夠在地震時使建筑物的位移方向相反，降低了加速度，降低地震的作用。根據(jù)相關(guān)研究分析，如果對“反擺”設(shè)置合理，那么對降低地震影響的概率可達(dá)65%左右。

三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計理念應(yīng)用分析

1、合理提高抗震設(shè)計等級。研究表明，以地震災(zāi)害分析50年為一個分析周期，而小震的重現(xiàn)世間為50年，小震災(zāi)害已經(jīng)超過抗震設(shè)計安全烈度的概率為62%；中型地震的重現(xiàn)世間為475年，中震災(zāi)害已經(jīng)超過抗震設(shè)計安全烈度的概率為10%；大型地震的重現(xiàn)世間為2000年，大震災(zāi)害已經(jīng)超過抗震設(shè)計安全烈度的概率為2%。因此，一些建筑設(shè)計專家指出，我國地震多發(fā)地帶應(yīng)該及時提高建筑的抗震等級，嚴(yán)格控制建筑的抗震設(shè)計，確保建筑的抗震穩(wěn)定性。

2、科學(xué)選擇結(jié)構(gòu)體系?？拐鸾Y(jié)構(gòu)設(shè)計需要保證建筑物的整體協(xié)調(diào)，最重要的是要合理選擇建筑結(jié)構(gòu)體系，因此建筑抗震概念設(shè)計過程中，一定要讓所設(shè)計的建筑物結(jié)構(gòu)體系同時滿足這兩大條件：第一穩(wěn)定；第二合適。對于一個科學(xué)合理的建筑體系而言啟不僅可以有效滿足變形的要求，同時還可以有效抵抗沖擊力的要求。建筑物要具備一定的剛度這樣才能對自身的荷載起到一定的承受作用從而有效避免變形的出現(xiàn)此外在發(fā)生地震時才有可能對巨大的地震力起到有效緩沖作用而達(dá)到有效避免局部受損的良好效果。因此在選擇建筑物結(jié)構(gòu)體系時，既要注意建筑物傳力途徑的明確性，同時又要注意受力計算的明確性盡可能在建筑體系中不使用轉(zhuǎn)換層這樣在發(fā)生地震時可以有效避免建筑物傾斜或局部受損等現(xiàn)象的出現(xiàn)。

3、強(qiáng)化軸壓比和短柱設(shè)計。在建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中，需要減小柱的軸壓比，增大柱的截面尺寸。減小柱軸壓比的主要目的是為了使柱子處于大偏心受壓狀態(tài)，避免縱向受力鋼筋未達(dá)到受拉屈服而混凝土卻被壓碎的情況發(fā)生。由于柱的剛性強(qiáng)度比較高，使得整體結(jié)構(gòu)的延性就差，當(dāng)發(fā)生地震災(zāi)害時，結(jié)構(gòu)吸收地震能量和耗散能量就少，使得結(jié)構(gòu)很容易發(fā)生破壞。所以在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計時，通常采用強(qiáng)柱弱梁設(shè)計方法，且梁具有很好的延性，可以發(fā)生適量的變形，就會減少柱子進(jìn)入屈服強(qiáng)度的可能性，且在設(shè)計時可以適當(dāng)增大軸壓比。此外，許多高層建筑底層的柱子長細(xì)比小于4，但不能依據(jù)長細(xì)比小于4則判斷是短柱。因?yàn)槎讨拇_定因素是柱的剪跨比，只有柱的剪跨比小于等于2才是短柱。

4、規(guī)范建筑形體及構(gòu)件規(guī)則。建筑形體及構(gòu)件的類型主要有：扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、凹凸不規(guī)則、樓板局部不連續(xù)，具體可以體現(xiàn)到對結(jié)構(gòu)分析軟件的計算結(jié)果的分析判斷，如扭轉(zhuǎn)不規(guī)則，體現(xiàn)在：位移比不宜大于1.2且不應(yīng)大于1.5，周期比對于A級高度建筑不應(yīng)大于0.90豎向剛度不規(guī)則的主要類型有：側(cè)向剛度不規(guī)則、抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)、樓層承載力突變等，如側(cè)向剛度不規(guī)則就要求本層的側(cè)向剛度不小于相鄰上一層的70。及其上相鄰三個樓層側(cè)向剛度平均值的80。等。如設(shè)計結(jié)果不滿足，設(shè)計人員應(yīng)對模型重新進(jìn)行分析，調(diào)整梁柱布置及截而，盡量做到使結(jié)構(gòu)規(guī)則。如確實(shí)滿足不了，則應(yīng)對薄弱部位進(jìn)行重點(diǎn)加強(qiáng)。如平而規(guī)則而豎向不規(guī)則的建筑，剛度小的樓層的地震剪力，規(guī)范要求乘以不小于1.15的增大系數(shù)。

四、結(jié)束語

綜上所述，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計理念應(yīng)用需要綜合運(yùn)用各種知識，并且需要考慮建筑的使用功能、設(shè)防烈度、場地類別、地基基礎(chǔ)類型、建筑高度、結(jié)構(gòu)材料和施工工藝等，選擇最優(yōu)化的建筑體系，從而提高建筑結(jié)構(gòu)抗震能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈雁雁.高層建筑結(jié)構(gòu)基于性能的抗震設(shè)計研究[J].中國標(biāo)準(zhǔn)化，2017.

[2]賀玉磊等.房屋建筑抗震設(shè)計研究[J].民營科技，2018.

[3]雷閃.簡述建筑結(jié)構(gòu)中的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計理念[J].建筑與裝飾，2018.

（作者單位：沈陽新大陸建筑設(shè)計有限公司）