探析建筑結(jié)構(gòu)中的抗震設(shè)計

李麗麗 錦州華地建設(shè)集團(tuán)有限公司

探析建筑結(jié)構(gòu)中的抗震設(shè)計

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我國是一個地震多發(fā)的國家，地震的發(fā)生，給我國的經(jīng)濟(jì)帶來了巨大的損失，也讓民眾遭受了巨大的傷痛。但是，地震是無法預(yù)測和避免的，我們所能做的，就是通過提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性，最大限度的減少人民的財產(chǎn)損失，保證人民的生命安全。

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計 抗震重要性

一、建筑結(jié)構(gòu)的抗震性分析

1.高層建筑物的鋼結(jié)構(gòu)分析研究

在大型的高層建筑中，鋼結(jié)構(gòu)是使用最多的一種結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)具有非常顯著的特點，即具有較高的強度，但是同時質(zhì)量又非常輕，同時，鋼結(jié)構(gòu)具有較高的柔韌性，因此，即使需要承受的載荷很大時，也能通過大變形來釋放能量。雖然鋼結(jié)構(gòu)具有較高的抗震性，但是也有不足之處，就是成本相對較高，因此，在一些小型工程中，鋼結(jié)構(gòu)的使用不是很廣泛。

2.大型建筑結(jié)構(gòu)的剪力墻結(jié)構(gòu)分析研究

由于鋼結(jié)構(gòu)的成本相對較高，因此，在一些中層建筑工程中，通常選用剪力墻結(jié)構(gòu)作為建筑結(jié)構(gòu)的主要承重結(jié)構(gòu)。剪力墻最大的優(yōu)點表現(xiàn)在良好的承受力上，豎向和橫向的載荷都能很好的承受，并且水平方向的位移能得到很好的控制。和鋼結(jié)構(gòu)相比，由于成本相對較低，也具有良好的抗震性能，因此，剪力墻結(jié)構(gòu)在一些中高層建筑中也有廣泛的應(yīng)用。

3.框架結(jié)構(gòu)的抗震性能分析

框架結(jié)構(gòu)是很多建筑結(jié)構(gòu)普遍使用的一種結(jié)構(gòu)，空間分隔靈活，自重輕，有利于抗震，節(jié)省材料；具有可以較靈活地配合建筑平面布置的優(yōu)點，利于安排需要較大空間的建筑結(jié)構(gòu)；在原材料的用量上也很節(jié)省，在較大空間結(jié)構(gòu)的建筑物的施工中應(yīng)用很廣泛?？蚣芙Y(jié)構(gòu)設(shè)計具有良好的抗震效果，而且可以根據(jù)不同的需要，把梁或柱澆筑成成各種需要的截面形狀。

4.磚混結(jié)構(gòu)的抗震性能分析研究

磚混結(jié)構(gòu)多常見于農(nóng)村的房屋建造，在現(xiàn)代城市中，除樓梯、陽臺等一些附屬設(shè)施的建造中，其它的建筑結(jié)構(gòu)已經(jīng)很少使用磚混結(jié)構(gòu)。和框架結(jié)構(gòu)有所不同，磚混結(jié)構(gòu)的承重結(jié)構(gòu)不是梁、板、柱，而是樓板和墻體。磚混結(jié)構(gòu)是以小部分鋼筋混凝土及大部分磚墻承重的結(jié)構(gòu)，承重墻體不能有改動，房屋格局的布置沒有靈活性，因此，磚混結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代建筑中的應(yīng)用遠(yuǎn)不如前述三種結(jié)構(gòu)廣泛。并且，磚混結(jié)構(gòu)的基本材料是粘土磚，所以，磚混結(jié)構(gòu)的抗震性能也是最差的。

二、增強建筑結(jié)構(gòu)抗震性的方法

在探析增強建筑結(jié)構(gòu)抗震性的問題時，既要總結(jié)我國的方法，也要借鑒諸如日本、美國等在抗震研究上比較成熟的國家的經(jīng)驗。具體說來，主要由以下幾種方法：

1.振型分解反應(yīng)譜法。該方法源于美國，因其具有合理性和有效性的優(yōu)點，被多數(shù)國家，包括我國所采用。該方法是用來計算多自由 度 體 系地震作用的一種方法，對于增強高層建筑的抗震性效果明顯。在我國，常用的反應(yīng)譜振型分解組合有兩種：SRSS和CQC，而且我國抗震規(guī)范明確要求在高層建筑中必須用此法計算等效地震力。對于低于40m的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，一般用反應(yīng)譜底部剪力法；設(shè)計的建筑結(jié)構(gòu)高于40m時，可以用反應(yīng)譜振型疊加法，用SUSS對簡化的平面結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，用CQC進(jìn)行空間協(xié)同分析，充分考慮各振型之間的影響。

2.彈塑性分析法。該方法又包括靜力彈塑性法和動力彈塑力分析法。與其他方法不同的是，彈塑性計量方法主要的應(yīng)用對象是現(xiàn)有的建筑結(jié)構(gòu)和設(shè)計方案，其實踐意義更為重要。

評估步驟為：根據(jù)要評估的建筑結(jié)構(gòu)的實際情況，在其結(jié)構(gòu)上面施加某種分布的水平力，逐步加大水平力直到建筑結(jié)構(gòu)各構(gòu)件分別進(jìn)入塑性狀態(tài)。通過調(diào)整水平力的大小和分布，找到所測建筑結(jié)構(gòu)的位移極限，進(jìn)而知曉其抗震性能。

該方法實用性非常強，已被列入我國《建筑設(shè)計抗震規(guī)范》。對于處于地震多發(fā)區(qū)的早已建成的建筑結(jié)構(gòu)，運用彈塑性分析法對其抗震性能進(jìn)行評估，找到安全隱患并及時進(jìn)行抗震加固防護(hù)，可以極大地減輕地震在發(fā)生時造成的損失。

3.框架剪力墻結(jié)構(gòu)。實踐證明，在我國目前的建筑結(jié)構(gòu)種類中，框架剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能最好?？蚣芗袅Y(jié)構(gòu)就是將一定數(shù)量的剪力墻至于框架結(jié)構(gòu)之中，既能滿足不同功能的要求，又可以增大局部構(gòu)件和整體的剛度。

框架剪力墻最大的特點是，其框架中沒有一般意義上的梁柱，取而代之的是鋼筋混凝土墻板[4]。這種墻板既可以承受住各類負(fù)載引起的內(nèi)力，又可以有效地控制作用在結(jié)構(gòu)上的水平力，還具有剛度大、節(jié)約室內(nèi)空間、方便利用等特點，在我國高層住宅中應(yīng)用極為廣泛。

4.具體設(shè)計細(xì)節(jié)。在選擇了抗震結(jié)構(gòu)后，還需要做好一些細(xì)節(jié)工作，確保該建筑結(jié)構(gòu)達(dá)到《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》規(guī)定的大震不倒、中震可修以及小震不壞[5]。應(yīng)著重注意：（1）堅持“強墻弱梁”原則。所謂強墻弱梁，與強柱弱梁是一個原理，基本思路就是人為加大墻柱對于大梁的抗彎能力，保證在地震時梁端塑性鉸比柱端塑性鉸出現(xiàn)的早，從而使整個框架擁有一個穩(wěn)定的塑性耗能機(jī)構(gòu)，最大限度的消耗所受壓力。（2）強剪弱彎。地震對于剪切的破壞屬于脆性破壞，即剪切被破壞后將完全喪失結(jié)構(gòu)抗震能力。與彎曲破壞的可觀察性、可預(yù)測性不同，剪切破壞會瞬間發(fā)生，無法防范。

5.外圍保護(hù) 。建筑結(jié)構(gòu)的抗震性再好，如果將其建在地震多發(fā)地帶，其使用壽命也會大大縮短，因此應(yīng)將建造地址選盡量選在各種類地震都比較少發(fā)的區(qū)域，最大限度的延長其使用壽命，讓高抗震性建筑“長壽”。

結(jié)束語：總之，地震是給我國造成巨大損失的主要地質(zhì)災(zāi)害之一，通過增強建筑結(jié)構(gòu)的抗震性可以最大限度的減少人員傷亡和財產(chǎn)損失。要想提高我國建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的抗震性，既要總結(jié)自身經(jīng)驗，也要借鑒國外先進(jìn)技術(shù)。用先進(jìn)的評估方法檢測建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，選擇抗震性最好的建筑結(jié)構(gòu)體系，做好“強柱弱梁”、“強剪弱彎”等細(xì)節(jié)工作，為我國的防震抗震事業(yè)做出貢獻(xiàn)。

[1]方小丹，魏璉.關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計若干問題的討論[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報.2011（12）

[2]倪廣林.對建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的若干思考[J].山西建筑.2010（27）