抗震在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的分析

范思春

[摘要]隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人們對建筑物的要求不僅僅局限于實(shí)用，還要做到外觀精美。這就對設(shè)計(jì)人員提出了較高要求，既要滿足外觀要求，又要確保建筑的安全性能。建筑的抗震設(shè)計(jì)非常重要，抗震工作不可懈怠。

[關(guān)鍵詞]建筑結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計(jì)；結(jié)構(gòu)優(yōu)化；優(yōu)化策略

文章編號(hào)：2095 - 4085（2018）09 - 0049 - 02

汶川地震以后，我國的建筑設(shè)計(jì)行業(yè)越來越重視抗震設(shè)計(jì)。但是，實(shí)際地震的大小，是現(xiàn)有科學(xué)水平難以準(zhǔn)確預(yù)估的。在一個(gè)地區(qū)發(fā)生超過設(shè)防烈度的地震是完全可能的，同一個(gè)場地的地面運(yùn)動(dòng)也是不確定的，不同性質(zhì)的地面運(yùn)動(dòng)對建筑的破壞作用也不同，影響因素甚為復(fù)雜。所以，在建筑的設(shè)計(jì)過程中，建筑的抗震設(shè)計(jì)不可輕視。

1 我國建筑工程的地震預(yù)防設(shè)計(jì)優(yōu)化

1.1 建筑物建設(shè)地點(diǎn)的科學(xué)化

地球表面由厚度大約為100—150km的巨大板塊構(gòu)成，即太平洋板塊、印度洋板塊、亞歐板塊、非洲板塊、美洲板塊。當(dāng)兩個(gè)板塊相對運(yùn)動(dòng)，發(fā)生碰撞、摩擦，將會(huì)產(chǎn)生地震帶。地震以地震波的形式經(jīng)過土層的放大傳至地球表面。當(dāng)設(shè)計(jì)人員在選擇工程結(jié)構(gòu)場址的時(shí)候，應(yīng)根據(jù)工程需求，對抗震有利，不利以及危險(xiǎn)地段給出綜合性評價(jià)。

1.2 建筑物地基和基礎(chǔ)的合理化

地震波分為體波和面波兩類，體波又分為橫波和縱波?？v波的周期短，振幅小，波速快，能引起地面上下顛簸；橫波通過土體在垂直于傳播方向以蛇形振動(dòng)的形式傳播。與縱波相比，橫波的周期長，振幅大，波速慢，能引起地面搖晃?？梢?，縱波比橫波傳播速度要快。地震時(shí)，地震波使地面發(fā)生強(qiáng)烈的震動(dòng)，導(dǎo)致地面上原來靜止的建筑物發(fā)生強(qiáng)迫震動(dòng)。然而，基礎(chǔ)既起著把地面震動(dòng)傳遞給建筑物的作用，又起著把建筑物受到的地震力作用傳遞到地基上的作用。因此，建筑物應(yīng)采用良好、穩(wěn)固的地基土，譬如：穩(wěn)定基巖，堅(jiān)硬土、開闊、平坦、密實(shí)、均勻的中硬土等，又要采用合理的基礎(chǔ)，保證建筑物在地基土的沉降均勻以及傾斜角度在合理范圍內(nèi)。

1.3 建筑工程的抗震構(gòu)造的合理化

建筑工程為了提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，往往都會(huì)用其獨(dú)特的外形吸引消費(fèi)者，的確，這種提升經(jīng)濟(jì)效益的方法能夠在短期內(nèi)見到成效，所以這種風(fēng)氣在建筑行業(yè)盛行，有一些建筑工程設(shè)計(jì)單位將建筑核心放在了建筑物的外形上，而忽略了建筑物的安全性能，也就是忽略了建筑物的抗震設(shè)計(jì)工作。所以，一旦發(fā)生地震災(zāi)害，這樣的建筑物不能夠在最大程度上確保居民的安全。綜合種種原因，建筑工程的設(shè)計(jì)師在最初結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，就應(yīng)該將建筑工程的抗震設(shè)計(jì)工作落實(shí)到每一道施工程序中，使建筑物的抗震功能在建筑構(gòu)造中得以體現(xiàn)。

1.4 建筑物形體的規(guī)則化

隨著經(jīng)濟(jì)的騰飛，人們對于建筑物外觀要求越來越復(fù)雜。不僅在平面上要求格局多變，在立面上，仍然要求結(jié)構(gòu)的不規(guī)則化。但合理的建筑物形體和布局在結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算中是相當(dāng)重要的。震害表明，簡單、對稱的建筑物在地震力作用下較不容易被破壞，其可以預(yù)估出地震來臨時(shí)的反應(yīng)，較容易采取抗震構(gòu)造措施和進(jìn)行細(xì)部處理。相反，建筑物外觀的多樣化，致使地震來臨時(shí)，復(fù)雜的結(jié)構(gòu)勢必會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的傳力途徑，在地震力作用下，產(chǎn)生明顯的抗震薄弱部位，最后導(dǎo)致破壞。

1.5 建筑工程中材料以及施工的合理化

隨著近幾年建筑物的高度不斷被刷新，建筑業(yè)出現(xiàn)了許多建筑材料，建筑商打著質(zhì)量輕、強(qiáng)度高的幌子，將建筑材料價(jià)格抬得一高再高，然而，大多數(shù)的建筑均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，首先要求有足夠的承載力，為了滿足抗震設(shè)計(jì)要求，還需要有一定的延性。也就是說，并非鋼筋越多越好，否則可能造成混凝土先于鋼筋破壞，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形能力下降。所以，強(qiáng)度越高越好只是片面之詞，要合理的使用建筑材料、規(guī)范的施工工藝進(jìn)行施工，才是保證建筑物結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的條件。

2 建筑工程項(xiàng)目中抗震設(shè)計(jì)的優(yōu)化

2.1 合理設(shè)置防震縫

建筑物的體型越來越復(fù)雜，平立面越來越不規(guī)則。在不規(guī)則的建筑簡圖里看，傳力途徑混亂。我們要根據(jù)不規(guī)則程度、地基和基礎(chǔ)條件等因素進(jìn)行比較，合理的設(shè)置防震縫，將不規(guī)則的建筑物分割成規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元?？拐鹩?jì)算時(shí)，降低結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)難度，使結(jié)構(gòu)構(gòu)件傳力清晰，受力一目了然，又使得各個(gè)結(jié)構(gòu)單元間互不影響。

2.2 合理布置結(jié)構(gòu)的剛度及承載力

地震發(fā)生時(shí)地表會(huì)劇烈的搖晃，搖晃程度越強(qiáng)，建筑物受到的損害就越大。隨著地震的影響，建筑會(huì)不同程度的出現(xiàn)平移、扭轉(zhuǎn)，當(dāng)平移或扭轉(zhuǎn)過大時(shí)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件發(fā)生破壞。雖然建筑物要求有一定的延性，但建筑物也要有一定的抗力作用以控制變形，避免結(jié)構(gòu)的剛度突變形成薄弱部位，并且在可能是薄弱部位的構(gòu)件進(jìn)行加強(qiáng)。

2.3 結(jié)構(gòu)體系設(shè)置多道抗震防線

建筑的每一個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件都有其用途，當(dāng)其中一個(gè)或幾個(gè)構(gòu)件發(fā)生破壞時(shí)，建筑物可能會(huì)喪失抗震能力。當(dāng)建筑物在結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)置時(shí)，由若干個(gè)延性較好的子構(gòu)件組成，共同抵抗地震力；增加結(jié)構(gòu)構(gòu)件的冗余約束，使結(jié)構(gòu)構(gòu)件成為超靜定結(jié)構(gòu)，即使構(gòu)件發(fā)生破壞，也不至于發(fā)生嚴(yán)重后果，方便修復(fù)破壞構(gòu)件。

3 結(jié)語

建筑物與人們的日常生活息息相關(guān)?？拐鹦阅茌^強(qiáng)的建筑物能夠在很大程度上確保人們的安全，也正是因?yàn)槿绱?，我國建筑行業(yè)的技術(shù)研發(fā)人員在此方面的研究從未停止過腳步，始終致力于將我國建筑行業(yè)的抗震技術(shù)推向巔峰。

參考文獻(xiàn)：

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