胡鐵亮

（四平市建筑工程服務(wù)中心，吉林四平 136000）

地震作為一種相對(duì)隨機(jī)的振動(dòng)，發(fā)生時(shí)的時(shí)間比較短，時(shí)間從幾秒到2—3min 時(shí)間不等，但卻極具破壞性、不確定性、隨機(jī)性和一定的復(fù)雜性。為了降低地震的危害，保障人民的人身財(cái)產(chǎn)安全，必須重視建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)。按照目前的測(cè)定技術(shù)，對(duì)建筑物所遇到的地震參數(shù)和地震特性還沒有精確有效的預(yù)測(cè)方法。因此，要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)的空間作用以及技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和使用條件等因素進(jìn)行綜合比較和準(zhǔn)確的分析。

1 合理的選擇建筑結(jié)構(gòu)體系

建筑結(jié)構(gòu)體系是整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的核心內(nèi)容，對(duì)建筑安全性至關(guān)重要，建筑結(jié)構(gòu)體系作為整體建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分，這就要求初期在進(jìn)行選擇時(shí)必須保證結(jié)構(gòu)體系的科學(xué)性與合理性。例如由梁、柱構(gòu)件等通過(guò)建筑節(jié)點(diǎn)連接構(gòu)成的建筑物框架結(jié)構(gòu)，框架梁和柱不僅承受建筑垂直荷載，還要承受建筑水平荷載，同時(shí)還要為建筑物提供可以進(jìn)行靈活布置的內(nèi)部空間。當(dāng)建筑物的高度較低時(shí)，這時(shí)建筑物承受的水平荷載相對(duì)較小，那么在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)時(shí)就可以選用相對(duì)簡(jiǎn)單的框架結(jié)構(gòu)體系。但如果建筑物的高度較高，這時(shí)候建筑框架結(jié)構(gòu)就要受到較大的水平力，建筑物的結(jié)構(gòu)受力不平均，容易產(chǎn)生抗震性能比較弱的部分，同時(shí)框架結(jié)構(gòu)由于構(gòu)件截面的慣性矩相對(duì)較小，也會(huì)使建筑物的側(cè)向剛度偏小，進(jìn)而產(chǎn)生側(cè)向較大變形，遭遇地震時(shí)，建筑物中的薄弱層會(huì)率先屈服，產(chǎn)生彈塑性變形現(xiàn)象，導(dǎo)致建筑物彈塑性變形集中。地震對(duì)房屋建筑的破壞最明顯的體現(xiàn)在建筑的角柱和邊柱，特別是建筑物的梁體結(jié)構(gòu)比較輕，柱體結(jié)構(gòu)比較重，以及柱體上部結(jié)構(gòu)重下部結(jié)構(gòu)輕時(shí)，如果發(fā)生地震，建筑物的破壞會(huì)更嚴(yán)重。因此在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮框架結(jié)構(gòu)的具體屬性，其柔性結(jié)構(gòu)以剪切變形為主，使用高度受到極大限制，通常在非抗震設(shè)計(jì)、層數(shù)相對(duì)較少與高度相對(duì)較低的建筑中使用。建筑結(jié)構(gòu)體系作為整體建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的核心部分，必須保證其科學(xué)合理，并嚴(yán)格按照以下措施進(jìn)行。

（1）繪制詳細(xì)的建筑圖紙并進(jìn)行科學(xué)合理的計(jì)算，在建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，就要科學(xué)的計(jì)算好主梁的位置，主梁要放在建筑物的主要受力點(diǎn)上，保證其重力能夠短時(shí)間內(nèi)垂直作用在建筑物的主要受力點(diǎn)。

（2）確保較高的建筑結(jié)構(gòu)體系的強(qiáng)度與結(jié)構(gòu)體系高強(qiáng)度設(shè)計(jì)的合理性，看一座建筑物的抗震結(jié)構(gòu)是否科學(xué)合理，可以通過(guò)建筑物結(jié)構(gòu)能夠承受的作用力的強(qiáng)度來(lái)判斷，在建筑物進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先就要強(qiáng)化建筑結(jié)構(gòu)薄弱部位的抗震能力，這就要求在進(jìn)行建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)建筑物節(jié)點(diǎn)構(gòu)造進(jìn)行完整計(jì)算設(shè)計(jì)，從而能夠最大程度的對(duì)房梁和房柱頂端的塑性進(jìn)行分散，最終達(dá)到科學(xué)合理的加強(qiáng)建筑物結(jié)構(gòu)框架中最薄弱部位抗震性能。

建筑物的抗震結(jié)構(gòu)體系構(gòu)建時(shí)要科學(xué)的計(jì)算整個(gè)建筑物的受力點(diǎn)，并在建筑物受到作用力的時(shí)候傳力的路徑要科學(xué)合理，只有這樣才能確保建筑物的抗震分析更貼近在實(shí)際地震中建筑物的抗震表現(xiàn)，幫助建筑工程師在設(shè)計(jì)建設(shè)中提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，是結(jié)構(gòu)選型和布置建筑結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系中首先考慮的重要因素之一。

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，進(jìn)行多道抗震防線設(shè)計(jì)，可以更好的保障建筑結(jié)構(gòu)的抗震安全。建筑物多道抗震防線建設(shè)主要有以下幾點(diǎn)：首先，建筑物的抗震體系是由許多個(gè)延性較好的分體系組成并由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接起來(lái)協(xié)同工作。其次，應(yīng)設(shè)計(jì)最大可能數(shù)量的建筑內(nèi)、外部贅余度的抗震結(jié)構(gòu)體系，并有意識(shí)地建立起塑性屈服區(qū)的系統(tǒng)分布，從而能夠使建筑在地震中盡可能的吸收和耗散地震作用力，降低對(duì)建筑物的破壞。

2 抗震場(chǎng)地的選擇

建筑物所處位置的抗震性是建筑物抗震設(shè)計(jì)的首要依據(jù)。在建筑設(shè)計(jì)初期就要針對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)結(jié)構(gòu)及地震活動(dòng)實(shí)際情況進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查分析，綜合評(píng)價(jià)建筑物所在場(chǎng)地的抗震性和有助于進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)建設(shè)的場(chǎng)地，最大限度的避開能夠?qū)拐鹪O(shè)計(jì)造成影響的區(qū)域。因此在實(shí)際進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)充分考慮建筑場(chǎng)地在選擇時(shí)對(duì)建筑抗震地段的具體劃分：

（1）有利地段：基巖穩(wěn)定，土質(zhì)堅(jiān)硬，地表開闊、平坦、土層結(jié)構(gòu)密實(shí)、均勻的中硬土等；

（2）一般地段：介于有利與不利之間的地段；

（3）不利地段：軟弱土、液化土、條狀突出的山嘴、高聳孤立的山丘、陡坡、陡坎、河岸和邊坡的邊緣，平面分布上成因、巖性、狀態(tài)明顯不均勻的土層（含故河道、疏松的斷層破碎帶、暗埋的塘浜溝谷和半填半挖地基），高含水量的可塑黃土，地表存在結(jié)構(gòu)性裂縫等；

（4）危險(xiǎn)地段：地震時(shí)可能發(fā)生山體滑坡、崩塌、地箔、地裂、混石流以及在發(fā)震斷裂帶上其他可能發(fā)生地表位錯(cuò)的地表位置。

在選擇抗震地段時(shí)，一定要選擇土質(zhì)軟弱，土地液化和地質(zhì)元素分布比較不均衡的地段，對(duì)于達(dá)不到上述要求的地段，在施工前期就要對(duì)地面進(jìn)行科學(xué)合理的抗震設(shè)計(jì)，對(duì)建筑物的地基進(jìn)行穩(wěn)定，對(duì)地面的強(qiáng)度進(jìn)行強(qiáng)化。另外，對(duì)于存在滑坡和地裂隱患的場(chǎng)地，要做好全面的保護(hù)措施，科學(xué)有效的對(duì)建筑物的建造地面進(jìn)行穩(wěn)定處理。如果建筑物的地基是打在在粘性土質(zhì)區(qū)域和土層分布很不均勻的區(qū)域，在對(duì)建筑物進(jìn)行地基建造時(shí)還應(yīng)對(duì)地基進(jìn)行加固或者采取樁基的施工手段，以此來(lái)進(jìn)一步提升建筑物基礎(chǔ)和建筑物上部結(jié)構(gòu)的抗震性。場(chǎng)地設(shè)計(jì)還應(yīng)符合國(guó)家的相關(guān)方針、政策，密切注意節(jié)約建筑用地，在建筑選址過(guò)程中應(yīng)做到不占或少占農(nóng)田，盡可能的依靠先進(jìn)技術(shù)和科學(xué)措施，實(shí)現(xiàn)充分合理的土地利用。貫徹執(zhí)行“在保證適用、經(jīng)濟(jì)的條件下，加強(qiáng)建筑物美觀”的基本原則，正確處理建筑工程過(guò)程中各種人際關(guān)系，力求建筑工程投資的經(jīng)濟(jì)效益最大化。建筑工程場(chǎng)地的總體布局，應(yīng)考慮建筑物出入口位置、內(nèi)部交通線路、建筑物的形狀、高度、朝向、采光、內(nèi)部空間、綠化設(shè)施等，以及相關(guān)建筑間距、用地與環(huán)境指標(biāo)，均應(yīng)滿足所在城市整體規(guī)劃的要求，并同周圍環(huán)境相互協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

3 重視建筑形體及其構(gòu)件布置的規(guī)則性

建筑形體即建筑的平面形態(tài)及在各剖面的具體變化。規(guī)則建筑就是指建筑物在平面與立面的形態(tài)比較簡(jiǎn)單，在防御側(cè)力與承載力的表現(xiàn)中變化平均、連貫，且建筑物形態(tài)為對(duì)稱結(jié)構(gòu)。建筑物的“規(guī)則性”是建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，綜合考慮各種影響因素的要求，建筑物程規(guī)則性有利于幫助建筑物增強(qiáng)抗震系數(shù)，而且經(jīng)濟(jì)的合理性也更突出。首先，建筑物程規(guī)則性，可以更好的抵御地震的破壞。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，在地震災(zāi)害中結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、形態(tài)對(duì)稱的建筑更能夠抵御地震的破壞。對(duì)稱結(jié)構(gòu)的建筑物因其力量傳導(dǎo)路徑清晰直接，地震時(shí)更容易估計(jì)其具體反應(yīng)，進(jìn)而采取更為有效的抗震構(gòu)造相關(guān)措施和進(jìn)行仔細(xì)維護(hù)。其次相對(duì)規(guī)則的建筑物（特別是規(guī)則的高層建筑物）有很高的經(jīng)濟(jì)實(shí)用性。依據(jù)大量的工程經(jīng)驗(yàn)，比較規(guī)則的建筑物的建設(shè)指標(biāo)更容易符合建筑工程規(guī)范。并且在地震災(zāi)害中建筑物的各組成構(gòu)建的應(yīng)力分配平均，使建筑構(gòu)建的配筋大小相對(duì)適中，能夠?qū)⒔ㄖ杀究刂圃谙鄬?duì)合理的范圍內(nèi)。而建筑物不規(guī)則結(jié)構(gòu)就更易受力出現(xiàn)抗力薄弱的部位，應(yīng)根據(jù)規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行內(nèi)力調(diào)整并采取有效的抗震構(gòu)造措施進(jìn)行加強(qiáng)處理。從而使得內(nèi)力變大、計(jì)算配筋變大，局部抗震構(gòu)造更加煩瑣，使工程造價(jià)有較大幅的增加。合理合規(guī)的建筑形體和科學(xué)的布置在抗震設(shè)計(jì)中處于頭等重要的地位。應(yīng)提倡平面、立面相互對(duì)稱。在以往的地震災(zāi)害中表明，建筑物結(jié)構(gòu)越簡(jiǎn)單，形態(tài)越對(duì)稱，在發(fā)生地震時(shí)越能夠承受地震作用力而不被破壞。這是因?yàn)樵诮ㄖO(shè)計(jì)是就會(huì)考慮到建筑受到地震破壞的情況，在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)建造中就進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化。建筑的“規(guī)則性”體現(xiàn)在建筑物的外形尺寸，應(yīng)力構(gòu)件分布，建筑質(zhì)量分布以及建筑物的承載力的分布等，并且還會(huì)因?yàn)榻ㄖ愋筒煌瑩碛胁煌淖兓@就需要工程師之間進(jìn)行溝通配合，才能保證建筑擁有良好的抗震能力。

抗震方案設(shè)計(jì)是一項(xiàng)要求非常高的工作，不僅要嚴(yán)格按照抗震設(shè)計(jì)規(guī)范要求進(jìn)行，對(duì)于不規(guī)則平面和出現(xiàn)豎向不規(guī)則情況進(jìn)行空間模型計(jì)算還要對(duì)其他的各種因素進(jìn)行綜合考慮。按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行建造的建筑物在發(fā)生地震等自然災(zāi)害中的安全系數(shù)是很高的。就當(dāng)前建筑平面布置來(lái)講都是符合抗震概念設(shè)計(jì)原理的，設(shè)計(jì)方案不符合設(shè)計(jì)要求就不能夠被審核通過(guò)。建筑物的對(duì)稱性能夠很好的分散地震產(chǎn)生的沖擊力，因此，在建筑物設(shè)計(jì)時(shí)一定要將建筑物的對(duì)稱性合理落實(shí)到實(shí)踐中。在實(shí)際情況中引起建筑產(chǎn)生不規(guī)則的原因還有很多，特別是體型相對(duì)復(fù)雜的建筑，通過(guò)具體的定量指標(biāo)進(jìn)行不規(guī)則程度的劃分并規(guī)定其限制范圍非常困難。但是，擁有豐富經(jīng)驗(yàn)與良好抗震知識(shí)素養(yǎng)的優(yōu)秀建筑設(shè)計(jì)人才，應(yīng)該對(duì)自己設(shè)計(jì)的建筑具備的抗震性能合理估計(jì)，對(duì)建筑物的形態(tài)進(jìn)行規(guī)則程度評(píng)定，嚴(yán)格篩除忽視建設(shè)地區(qū)地震情況的建筑設(shè)計(jì)方案。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)分析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)建設(shè)中的抗震理念，進(jìn)一步完善和提高抗震設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)體系、抗震的場(chǎng)地的選擇、科學(xué)合理的設(shè)計(jì)建筑物的外部形態(tài)及及其構(gòu)件布置的規(guī)則性，在建設(shè)中嚴(yán)格遵守建筑規(guī)范的要求和設(shè)計(jì)基本原則開展科學(xué)合理的建筑設(shè)計(jì)，以確保建筑物在地震中的抗震功能的可靠性和安全性，將建筑結(jié)構(gòu)實(shí)際抗震設(shè)計(jì)中依靠彈塑性變形進(jìn)行消耗地震能量的特點(diǎn)充分發(fā)揮，進(jìn)而提高建筑結(jié)構(gòu)的變形、能量消耗與整體抗震能力，從而達(dá)到建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)具有的抗震安全性的要求。