方坤

（中信建筑設(shè)計(jì)研究總院有限公司 湖北武漢 430010）

0 引言

根據(jù)筆者的了解可知，當(dāng)前各國(guó)抗震設(shè)計(jì)規(guī)范在規(guī)定的過(guò)程中都是根據(jù)經(jīng)典的“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震設(shè)計(jì)思想進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)方案的立足點(diǎn)是“抗”，因此從實(shí)際情況分析可知，在一般情況下這種設(shè)計(jì)思想是有效的。由于事情的發(fā)生存在一定的偶然性，因此在實(shí)際情況中地震發(fā)生時(shí)，由于向周邊傳播的地震波可以暢通無(wú)阻的傳到上部結(jié)構(gòu)，因此這能夠在經(jīng)過(guò)振動(dòng)波的傳導(dǎo)，同時(shí)通過(guò)振動(dòng)傳播引起上部結(jié)構(gòu)的強(qiáng)迫振動(dòng)。這也使得采用如此設(shè)計(jì)的更加符合實(shí)際情況抗震結(jié)構(gòu)將在一定程度上會(huì)較為輕微的放大輸入的地震，在這種情況下地震加速度沿結(jié)構(gòu)的高度成倒三角增大，并在結(jié)構(gòu)的頂部達(dá)到峰值。近些年來(lái)，隨著技術(shù)的發(fā)展，使得建筑的裝修、室內(nèi)昂貴的儀器設(shè)備的價(jià)格有一定的上升，為降低損耗，因此需要對(duì)其進(jìn)行更加妥善的保管。若在進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)的過(guò)程中依然獨(dú)立的參照相關(guān)情況采取傳統(tǒng)抗震思想就會(huì)在一定程度使結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)性較低，使得其考慮的因素更加全面。

1 抗風(fēng)分析以及等效風(fēng)荷載研究背景

根據(jù)筆者的調(diào)查可知，20世紀(jì)70年代初，由于當(dāng)時(shí)在抗震方面的學(xué)術(shù)界出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制技術(shù)。為提升抗震性能，在這種情況下的結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制技術(shù)由于當(dāng)時(shí)的局限性使得其與傳統(tǒng)技術(shù)有較大不同，為保證建筑設(shè)施的安全，該種形態(tài)下其對(duì)地震能量的耗散采取了主動(dòng)的措施。從實(shí)際情況進(jìn)行分析可知，所謂隔震就是在建筑物的基礎(chǔ)部位對(duì)其進(jìn)行一定的處理，使得振動(dòng)不能傳遞到上部結(jié)構(gòu)來(lái)隔離或耗散地震能。因此為了達(dá)到這種要求，就需要在建筑物內(nèi)部加入隔震系統(tǒng)。根據(jù)筆者的實(shí)際研究可知，目前理論研究和實(shí)際震害均表明，在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)的過(guò)程中采用隔震技術(shù)，會(huì)在一定程度使得上部結(jié)構(gòu)的變形處于平動(dòng)范圍，能夠較大程度上減緩地震響應(yīng)，并且為了盡可能的使得其實(shí)際的結(jié)構(gòu)安全得到保障，地震作用僅相當(dāng)于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)所受到的地震作用的1/10。

2 隔震抗風(fēng)分析與等效荷載研究現(xiàn)狀

根據(jù)筆者的研究可知，目前隔震技術(shù)無(wú)論是對(duì)于目前抗震研究的理論研究和實(shí)驗(yàn)研究等方面都實(shí)現(xiàn)了較大的進(jìn)展，當(dāng)前國(guó)內(nèi)外在實(shí)踐中通過(guò)具體的實(shí)施已建成大量隔震房屋以及與抗震設(shè)計(jì)相關(guān)的橋梁和地鐵等結(jié)構(gòu)，經(jīng)過(guò)實(shí)際證明，都能夠達(dá)到相關(guān)的要求，特別是幾次大地震例如1995年日本大阪神7.2級(jí)地震，以及后期陸續(xù)發(fā)生在1994年美國(guó)北嶺發(fā)生了振級(jí)達(dá)到6.7級(jí)地震中成功經(jīng)受考驗(yàn)，沒(méi)有對(duì)結(jié)構(gòu)造成較大的影響，上述的災(zāi)難也在一定程度上為我們提供了大量成功的經(jīng)驗(yàn)。根據(jù)筆者的了解可知，當(dāng)前情況下，隨著世界范圍內(nèi)的隔震設(shè)計(jì)規(guī)程正是進(jìn)入到實(shí)踐階段，同時(shí)這也使得其在抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的頒布以及后期在建設(shè)過(guò)程中的實(shí)際工程中的眾多應(yīng)用，這也說(shuō)明其實(shí)際抗震設(shè)計(jì)都在一定程度上在一定程度上證明我國(guó)的隔震技術(shù)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的發(fā)展已經(jīng)日趨成熟。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)踐使用，在一定程度上使得隔震技術(shù)為很重要的一種結(jié)構(gòu)減震控制技術(shù)。隨著我國(guó)當(dāng)前國(guó)際地位的提升，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高層建筑日益增多，這也在一定程度上使得我國(guó)的隔震技術(shù)在高層建筑中也得到了應(yīng)用。根據(jù)相關(guān)了解可知，為保證建筑的抗震性能，使得當(dāng)前日本現(xiàn)已建成五十座近177m高的世界等級(jí)上的最高隔震建筑都經(jīng)過(guò)嚴(yán)格抗震設(shè)計(jì)，采用了較為先進(jìn)的隔振技術(shù)，而這也在一定程度上實(shí)際證明其可靠性也符合實(shí)際的要求。

3 結(jié)構(gòu)抗風(fēng)等效設(shè)計(jì)

為了盡可能的保證結(jié)構(gòu)在風(fēng)力的作用下能夠更加穩(wěn)定，因此對(duì)高層隔震建筑在受到外界風(fēng)力作用下的研究是十分必要的。對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)，由于該理論較為復(fù)雜，目前學(xué)術(shù)界在進(jìn)行實(shí)際測(cè)試的過(guò)程中，一般需要從風(fēng)洞試驗(yàn)根據(jù)相關(guān)的操作等進(jìn)行數(shù)據(jù)采集獲取與之相匹配的建筑風(fēng)荷載氣動(dòng)力信息，并且根據(jù)實(shí)際情況再進(jìn)行一定的等效，并且對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)風(fēng)振響應(yīng)計(jì)算，整個(gè)計(jì)算的過(guò)程會(huì)需要通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)或者后期在實(shí)際計(jì)算的過(guò)程中采用隨機(jī)振動(dòng)分析來(lái)完成，整個(gè)過(guò)程的精確性能夠得到較好的保障。對(duì)其定義進(jìn)行分析，抗震設(shè)計(jì)過(guò)程中的靜力等效風(fēng)荷載（Equivalent Static Wind Load，ESWL）由于其特殊性，可以看做是一種在進(jìn)行計(jì)算的過(guò)程中對(duì)其風(fēng)載進(jìn)行等效，可以產(chǎn)生動(dòng)力荷載結(jié)構(gòu)峰值響應(yīng)的靜力荷載，使得整個(gè)結(jié)構(gòu)在地震作用下的振動(dòng)能夠更加方便的被計(jì)算。它是聯(lián)系風(fēng)工程師以及進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)工程師進(jìn)行較好溝通的紐帶，目前該種設(shè)計(jì)方式由于其存在較大的獨(dú)特性，在世界上許多國(guó)家的抗震設(shè)計(jì)過(guò)程中的風(fēng)荷載規(guī)范都起著重要的作用。也在一定程度上使得各國(guó)研究人員對(duì)目前在靜力等效風(fēng)荷載的研究取得了較大的進(jìn)展，在計(jì)算的過(guò)程中不斷的研究，提出了多種不同方法，當(dāng)前比較常見(jiàn)的包含較為重要的陣風(fēng)荷載因子法以及與之相關(guān)的慣性風(fēng)荷載法。

4 結(jié)語(yǔ)

地震是影響人們居住安全的因素之一，因此為了盡可能的保證人們生活環(huán)境的安全，就需要在房屋設(shè)計(jì)方面對(duì)其進(jìn)行一定的加強(qiáng)。在進(jìn)行建筑抗震設(shè)計(jì)的過(guò)程中不僅需要通過(guò)合理的設(shè)計(jì)更加充分的考慮到建筑自身的重力，同時(shí)還需要對(duì)外界風(fēng)荷載進(jìn)行計(jì)算，采用等效風(fēng)荷載的方式能夠使得抗震計(jì)算更加準(zhǔn)確，本文對(duì)當(dāng)前采用較為頻繁的風(fēng)荷載等效方式進(jìn)行了概述。