建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)關(guān)鍵問(wèn)題及對(duì)策研究

楊加平

摘要：地震災(zāi)害一旦發(fā)生，就會(huì)對(duì)建筑物造成毀滅性破壞，使得人們十分關(guān)注建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，就要加強(qiáng)抗震設(shè)計(jì)，提高建筑物的抗震性能，否則地震發(fā)生時(shí)，將會(huì)造成不可估量的后果。本文先介紹了建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)內(nèi)涵及其原則，并探討了建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)過(guò)程中的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，如建造場(chǎng)地的選擇、建筑結(jié)構(gòu)體系的選擇等，并提出相應(yīng)的對(duì)策，以期為抗震設(shè)計(jì)工作的開(kāi)展提供參考。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu);抗震設(shè)計(jì);原則;關(guān)鍵問(wèn)題;對(duì)策

1 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的內(nèi)涵及其原則

1.1設(shè)計(jì)內(nèi)涵

地震災(zāi)害往往難以預(yù)測(cè)，一旦發(fā)生，將會(huì)造成十分嚴(yán)重的后果，所以，就需要提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，做好抗震設(shè)計(jì)工作。具體而言，工程建設(shè)過(guò)程中，相關(guān)企業(yè)及工程師就需要基于實(shí)際考慮建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，對(duì)不同結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行分離或連接。通常采取加強(qiáng)連接的方式，建立多道抗震防線，降低余震的破壞強(qiáng)度。對(duì)不同構(gòu)件的強(qiáng)弱關(guān)系進(jìn)行妥善處理，可構(gòu)成多道防線，促進(jìn)建筑抗震性能的提升。唯有不斷提高建筑構(gòu)件的剛度、延性和穩(wěn)定性等參數(shù)，才能顯著提升建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能[1]。

1.2設(shè)計(jì)原則

第一，全部建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件都必須遵循“強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件、強(qiáng)底層柱（墻）”的原則;第二，用于承受豎向荷載的構(gòu)件不能用作主要耗能構(gòu)件;第三，設(shè)置多道防線，確保建筑結(jié)構(gòu)承受第一次地震破壞后，仍能抵御多次余震的破壞。第四，抗震設(shè)計(jì)過(guò)程中，相關(guān)人員應(yīng)不斷加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)薄弱部位的把控，讓其具備足夠的形變能力，防止薄弱層發(fā)生轉(zhuǎn)移。

2 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問(wèn)題及相應(yīng)對(duì)策

2.1 科學(xué)選擇建筑建造場(chǎng)地

為加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)，應(yīng)選擇有利于建筑物抵御地震破壞的場(chǎng)地，如開(kāi)闊平坦的堅(jiān)硬場(chǎng)地、密實(shí)均勻的中硬場(chǎng)土等地段，而不應(yīng)選擇軟弱場(chǎng)地土、土質(zhì)狀態(tài)不均勻或易液化等地段，這類場(chǎng)地的抗震能力較弱。尤其是那些危險(xiǎn)地段，一旦發(fā)生地震，就會(huì)出現(xiàn)崩塌、泥石流、滑坡以及地陷等災(zāi)害，如果選擇這些區(qū)域進(jìn)行建筑工程建設(shè)，即便建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能突出，但在大環(huán)境的影響之下，其抗震性能也會(huì)受到不利影響。結(jié)合對(duì)地震引起的建筑損壞或倒塌事件的分析，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，建筑物不僅會(huì)受到地震波的破壞，還會(huì)受建筑物建造場(chǎng)地的影響，因此，為提升建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，在選擇建造場(chǎng)地時(shí)，盡可能地避免不利于提升建筑抗震性能的場(chǎng)地[2]。若要選擇這些地段建造建筑，就要進(jìn)行有效加固，使建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能明顯增強(qiáng)，穩(wěn)定性得到提升。

2.2 嚴(yán)謹(jǐn)選擇建筑結(jié)構(gòu)體系

第一，完善的建筑結(jié)構(gòu)體系，就會(huì)有一定的贅余度、變形能力突出、內(nèi)力重分配，這樣可以防止建筑結(jié)構(gòu)因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件受到破壞而失去穩(wěn)定性，甚至無(wú)法有效抵御地震波的破壞。如此一來(lái)，即便地震來(lái)臨，建筑結(jié)構(gòu)也不會(huì)因?yàn)槟骋粯?gòu)件出現(xiàn)問(wèn)題而造成整體穩(wěn)定性下降。

第二，完善的建筑結(jié)構(gòu)體系，往往具有一定的強(qiáng)度和剛度。地震設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須確保強(qiáng)度與剛度分布合理，防止因局部削弱或突變而形成薄弱部位，同時(shí)產(chǎn)生塑性變形集中或應(yīng)力集中。此外，在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)過(guò)程中，要加強(qiáng)對(duì)節(jié)點(diǎn)的保護(hù)，避免其遭到破壞，底層柱底的塑性鉸形成比較晚，導(dǎo)致柱、梁端塑性鉸比較分散[3]。

第三，完善的建筑結(jié)構(gòu)體系，其承載力比較突出，能夠消耗部分地震能量的影響。而鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)就有上述能力，這也是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)得以廣泛運(yùn)用的關(guān)鍵。

2.3 合理確定建筑物防震縫寬度

當(dāng)前，科技發(fā)展日新月異，建筑工程無(wú)論是整體外形，還是建造規(guī)模，都已經(jīng)發(fā)生了較大變化，其結(jié)構(gòu)形體更加復(fù)雜，這就需要合理設(shè)置防震縫。如，地基不均勻、建筑物錯(cuò)層較多、總體長(zhǎng)度較大，就要通過(guò)防震縫的設(shè)置降低地震波的影響。合理控制防震縫寬度，必須滿足如下規(guī)范要求：第一，建筑物高度低于15m的，防震縫的寬度應(yīng)設(shè)置為7cm;第二，建筑物高度超過(guò)15m的，6 度 、7度 、8 度和 9 度分別每增加高度 5m 、4m 、3m 和 2m，要對(duì)防震縫進(jìn)行加寬20mm。實(shí)際開(kāi)展設(shè)計(jì)工作時(shí)，就要基于以上規(guī)范要求，綜合運(yùn)用圖表法、表格法、公式法等多種方法，確定防震縫的寬度，使抗震設(shè)計(jì)工作得以順利進(jìn)行[4]。

2.4 科學(xué)布置建筑的平、立面

一是選擇規(guī)則簡(jiǎn)單的建筑結(jié)構(gòu)。實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中，一些設(shè)計(jì)師會(huì)將建筑結(jié)構(gòu)、形態(tài)設(shè)計(jì)得過(guò)于復(fù)雜，以體現(xiàn)別具一格的設(shè)計(jì)理念，在地震災(zāi)害來(lái)臨時(shí)，設(shè)計(jì)師就無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)和把控建筑物受到地震波沖擊時(shí)的受力情況。而如果建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)得規(guī)則簡(jiǎn)單，就可以利用計(jì)算模型或設(shè)計(jì)軟件，對(duì)地震發(fā)生時(shí)建筑物的受力情況進(jìn)行模擬，并深入分析建筑結(jié)構(gòu)的位移內(nèi)力，可據(jù)此對(duì)結(jié)構(gòu)薄弱部位進(jìn)行加固處理。

二是建筑剛度中心與結(jié)構(gòu)質(zhì)量中心保持一致。建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，豎向分布剛度和質(zhì)量往往不對(duì)等。比如說(shuō)，樓層錯(cuò)位或?qū)痈叻秶鷥?nèi)框架填充墻不連續(xù)，會(huì)在框架上形成短柱，當(dāng)遭遇地震災(zāi)害時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)勢(shì)必受到嚴(yán)重影響，這就需要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)剛度與質(zhì)量進(jìn)行限制[5]。

三是建筑平、立面剛度和質(zhì)量分布對(duì)稱。倘若建筑剛度、質(zhì)量分布缺乏對(duì)稱性，那么一旦受到地面平動(dòng)分量的作用，容易發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，會(huì)造成嚴(yán)重破壞。因此，必須確保建筑或其他獨(dú)立單元應(yīng)力剛度與質(zhì)量保持對(duì)稱，盡可能地使質(zhì)量中心與剛心重合，促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的提升。

3 結(jié)束語(yǔ)

總之，抗震設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到整體建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，貫穿于建筑工程的設(shè)計(jì)過(guò)程中。為了提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，需要科學(xué)把握抗震設(shè)計(jì)的基本原則，科學(xué)選擇建造場(chǎng)地、建筑結(jié)構(gòu)體系、合理確定防震縫寬度、科學(xué)布置建筑的平、立面，使建筑結(jié)構(gòu)具備良好的抗震性能，提高建筑物的穩(wěn)定性與安全性，進(jìn)而推動(dòng)建筑業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[4]胡安吉.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)理念與方法分析[J].居舍，2020（02）：99-99.

[5]趙剛緒.芻議工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)[J].房地產(chǎn)導(dǎo)刊，2019，000（008）：52.