孫元明

（滁州全椒縣皖東規(guī)劃建筑勘察設(shè)計(jì)研究院）

淺析建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化

孫元明

（滁州全椒縣皖東規(guī)劃建筑勘察設(shè)計(jì)研究院）

本文通過(guò)文獻(xiàn)研究及定性分析和定量分析相結(jié)合的研究方法，針對(duì)我國(guó)建筑行業(yè)中存在的不能很好地應(yīng)對(duì)地震抗震的問(wèn)題，通過(guò)整體全面的分析，對(duì)比分析一些國(guó)外的先進(jìn)做法，結(jié)合我國(guó)實(shí)際狀況，總結(jié)并提出了我國(guó)在建筑行業(yè)抗震方面所存在問(wèn)題的原因，并從建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)、建筑結(jié)構(gòu)平面、建筑結(jié)構(gòu)靜力分析方法、建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施、獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)荷載取值和室層數(shù)輸入這幾個(gè)大的方面的優(yōu)化進(jìn)行了分析，提出了我國(guó)在建筑抗震結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面的實(shí)用對(duì)策，為我國(guó)建筑事業(yè)的發(fā)展及優(yōu)化做出詳細(xì)周密的部署與計(jì)劃。

建筑；抗震結(jié)構(gòu)；優(yōu)化

在我國(guó)建筑事業(yè)迅速發(fā)展的背景下，其內(nèi)部的建筑結(jié)構(gòu)在一定程度上也得到了相應(yīng)的完善，然而我國(guó)在抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方面所做的工作具有一些先天性的不足，綜合我國(guó)當(dāng)前的抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)狀況來(lái)看，存在的大大小小的問(wèn)題對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展已經(jīng)帶來(lái)了嚴(yán)重的影響。因此，為促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展，保證人民的生命財(cái)產(chǎn)安全以及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)必須實(shí)現(xiàn)建筑中抗震結(jié)構(gòu)有設(shè)計(jì)的深度優(yōu)化。隨著我國(guó)發(fā)展的日益現(xiàn)代化，科學(xué)技術(shù)在我們的日常生活中無(wú)處不在滲透著，同樣，在建筑行業(yè)中也是必不可少的。由于建筑與人們的生命財(cái)產(chǎn)安全息息相關(guān)，由于建筑的這樣一個(gè)特點(diǎn)再加上地震破壞的機(jī)理又總是讓人捉摸不透，比較復(fù)雜，因此，做好建筑中的減震優(yōu)化設(shè)計(jì)是非常重要的。下面我們將從建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)、建筑結(jié)構(gòu)平面、建筑結(jié)構(gòu)靜力分析方法、建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施、獨(dú)立基礎(chǔ)設(shè)計(jì)荷載取值以及室層數(shù)輸入這六個(gè)方面來(lái)進(jìn)行探討建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化。

1 建筑結(jié)構(gòu)中抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)優(yōu)化問(wèn)題

在建筑抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)多條抗震的防線是一個(gè)非常明智的選擇。因?yàn)樵谶@種情況下，可以保證抗震系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中由其它多個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)相互協(xié)調(diào)分工運(yùn)行活動(dòng)特點(diǎn)的正常工作。一般意義上來(lái)講，一次強(qiáng)烈的地震發(fā)生過(guò)后，隨之而來(lái)的是一系列的小的余震，在這種背景下，建筑工作人員在進(jìn)行建筑作業(yè)時(shí)，積極主動(dòng)地建立起一些系列的分布緩和區(qū)域，從而增強(qiáng)抗震的結(jié)構(gòu)體系的內(nèi)外部的最大冗余度，這樣，一些耗費(fèi)高能的部件就有了相應(yīng)的剛度與延展性，在遇到強(qiáng)大的地震過(guò)后，這些結(jié)構(gòu)能夠很好地吸納掉重大量度的能量。因而為避免在遇到強(qiáng)烈的地震時(shí)發(fā)生建筑倒塌現(xiàn)象而使得抗震結(jié)構(gòu)的抗震的性能是非常有必要的。除此之外，在抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，要注意平衡各個(gè)部分間的抗震性能的優(yōu)化，不能局部的對(duì)某一個(gè)部件進(jìn)行特殊抗震優(yōu)化，因?yàn)樵谝粋€(gè)部分結(jié)構(gòu)抗震性能較為強(qiáng)大時(shí)，其它的部分便顯得相對(duì)薄弱，這對(duì)整個(gè)抗震結(jié)構(gòu)來(lái)講其影響是非常不利的。

2 建筑結(jié)構(gòu)中的平面優(yōu)化的問(wèn)題

在建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，平面的設(shè)計(jì)具有具足輕重的作用，平面設(shè)計(jì)若是未達(dá)到規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，那么建筑在建造的過(guò)程中其結(jié)構(gòu)有可能會(huì)發(fā)生扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，這對(duì)于整個(gè)建筑來(lái)講是非常不利的，它不僅直接影響到建筑外觀的美感，而且有可能會(huì)隱藏著一些危及人們生命財(cái)產(chǎn)安全的隱患，因此這種現(xiàn)象必須杜絕。在平面設(shè)計(jì)的過(guò)程中，為使建筑的結(jié)構(gòu)達(dá)到平衡，建議設(shè)計(jì)人員通常情況下都要采用具有豎直對(duì)稱軸的圖形進(jìn)行平衡設(shè)計(jì)，這樣在一定程度上可以避免建筑設(shè)計(jì)的不對(duì)稱的情況。在某些特殊情況下，若一定要采用不對(duì)稱的平面圖形設(shè)計(jì)，那么則要控制好它的突出點(diǎn)或其他一些容易造成不平衡建筑結(jié)構(gòu)的情況發(fā)生的隱患。這樣，做好建筑結(jié)構(gòu)中平面的設(shè)計(jì)的優(yōu)化工作，在某種程度上為抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化做出了一定的貢獻(xiàn)。

3 建筑結(jié)構(gòu)中的靜力的研究方法的問(wèn)題

在建筑結(jié)構(gòu)研究過(guò)程中，它的分析方法是多種多樣的，而靜力的研究方法則是其中的一項(xiàng)。一般來(lái)講，建筑結(jié)構(gòu)分析過(guò)程中平面結(jié)構(gòu)的協(xié)同與空間桿系的方法是通常采用的計(jì)算方法，但是這些方法在實(shí)際的操作過(guò)程中往往也存在一些弊端，因?yàn)橐恍┍壤苄〉牟糠直热缯f(shuō)墻體連梁，倘若將它們也模擬成空間桿的模型，那么計(jì)算的誤差往往會(huì)非常大，這樣自然而然的就導(dǎo)致了計(jì)算結(jié)果的極度不合理。因此，在這種背景下，借助一些輔助的方法來(lái)進(jìn)行協(xié)同運(yùn)行是非常有必要的，而有限元法則是首選。

4 建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)造的方式問(wèn)題

通常意義上來(lái)講，在建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)造優(yōu)化方面有梁柱的箍筋間距的優(yōu)化和強(qiáng)柱與弱梁的優(yōu)化。在梁柱的箍筋結(jié)構(gòu)的優(yōu)化中，建筑工程根據(jù)抗震等級(jí)的規(guī)定對(duì)間距的最大或最小限度來(lái)進(jìn)行操作，然而，在實(shí)際的操作過(guò)程中，所流出來(lái)的空間間距往往不能滿足系統(tǒng)內(nèi)的實(shí)際需要，因此，好需要實(shí)際操作中的加密行為。而在加密的過(guò)程中要注意箍筋的加密范圍來(lái)保證其誤差降到最低甚至為零，這是相對(duì)來(lái)說(shuō)比較有效的一個(gè)解決方法。在強(qiáng)柱弱梁結(jié)構(gòu)的優(yōu)化中，實(shí)際操作往往使得柱子的橫截面過(guò)于小，與此同時(shí)，梁的橫截面反而就比較大，在這種設(shè)計(jì)中，一旦遇到強(qiáng)烈的地震，這些結(jié)構(gòu)往往由于地震能量超過(guò)它的最大承載能力而支撐不住，導(dǎo)致建筑物的坍塌，因此，在建筑物結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中一定要慎重，杜絕類似坍塌情況的發(fā)生。

5 建筑結(jié)構(gòu)中獨(dú)立的設(shè)計(jì)荷載的取值問(wèn)題

在建筑進(jìn)行荷載設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要注意到風(fēng)荷載對(duì)房子的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的影響。當(dāng)進(jìn)行整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)的各個(gè)部分的框架整體計(jì)算中，一定要將風(fēng)荷載輸入其中，不能由于在地震發(fā)生時(shí)，在他之外的一般的建筑的風(fēng)荷載不能起到一定的控制作用而不進(jìn)行其風(fēng)荷載的輸入，這將給整個(gè)建筑的結(jié)構(gòu)造成巨大的影響。因此來(lái)講，必須將建筑的風(fēng)荷載輸入到建筑的結(jié)構(gòu)構(gòu)建的過(guò)程設(shè)計(jì)中。除此之外，建筑結(jié)構(gòu)在進(jìn)行獨(dú)立基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，要注意將剪力設(shè)計(jì)值輸入其中，因?yàn)樵诖诉^(guò)程中，如果只是簡(jiǎn)單地將軸力的設(shè)計(jì)值與彎矩設(shè)計(jì)值加入其中，或者是僅僅將軸力的設(shè)計(jì)值加入其中，而忽略了剪力設(shè)計(jì)值，那么它們的結(jié)果往往是使得獨(dú)立基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)值比實(shí)際只要偏小，對(duì)建筑的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)以及上部建筑的結(jié)構(gòu)將會(huì)產(chǎn)生非常嚴(yán)重的影響。

6 建筑結(jié)構(gòu)中樓層數(shù)目的輸入的問(wèn)題

在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，對(duì)于計(jì)算地基以及基礎(chǔ)底板的豎直方向的荷載的形成可以一次性的完成。與此同時(shí)，在進(jìn)行抗震計(jì)算的時(shí)候，對(duì)于框架的柱子的底部的橫截面積的彎矩的設(shè)計(jì)值，程序會(huì)進(jìn)行自動(dòng)的與最大系數(shù)相乘這一過(guò)程，除此之外，要對(duì)房屋的鑲嵌的結(jié)構(gòu)固定位置進(jìn)行準(zhǔn)確的判定與調(diào)整，對(duì)房屋的側(cè)移的剛度進(jìn)行相應(yīng)的分析比較是相對(duì)明智的一種方式。通過(guò)這種方法，工作人員可以很明了的采用相關(guān)的應(yīng)對(duì)措施對(duì)于材料版面的長(zhǎng)度寬度以及厚度進(jìn)行相應(yīng)的控制，保證其在實(shí)際操作中能保證建筑抗震安全的范圍之內(nèi)。對(duì)于這樣一種方法，在建筑抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中起到了良好的基礎(chǔ)保障性的作用。

7 結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)迅速現(xiàn)代化的今天，人們的生活水平日益提高，科學(xué)技術(shù)的水平也在日益壯大。因而這些高科技的元素很容易被滲透到人們對(duì)生活質(zhì)量要求日趨精致的切身用品中，而建筑在關(guān)乎人民日常生活及人民怯生安全的特點(diǎn)下，躋身其中自然不在話下。而在建筑迅速發(fā)展的背景下，建筑的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在一定程度上也得到了相應(yīng)的完善。然而我國(guó)在這方面所做的工作具有一些先天性的不足，對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來(lái)了阻礙。一個(gè)安全高效的抗震建筑能夠保證在地震發(fā)生的情況下，人們的財(cái)產(chǎn)及人身安全得到應(yīng)有的保障；而如果沒(méi)有這樣一個(gè)安全、科學(xué)、高效的抗震技術(shù)，那么，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，人們就不得不承受巨大的損失，嚴(yán)重時(shí)甚至危及到自身的生命。因此，對(duì)我國(guó)在建筑抗震結(jié)構(gòu)的過(guò)程給予高度重視，并對(duì)此進(jìn)行給予相應(yīng)的政策支持，并不斷地完善與健全相應(yīng)的制度勢(shì)在必行。

[1]羅選求，淺析高層建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)現(xiàn)狀與優(yōu)化方法[J].新材料新裝飾，2014.

[2]黎虎.淺析高層建筑結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].中國(guó)科技博覽，2013.

[3]王紅麗，王英.淺析高層住宅結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化研究[J].建筑知識(shí)學(xué)術(shù)刊，2012.

TU318

A

1673-0038（2015）35-0035-02

2015-8-12

孫元明（1986-），男，工程師，主要從事建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)類工作。