建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震措施研究

1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震措施研究摘要：建筑抗震設(shè)計(jì)以建筑設(shè)計(jì)為重要基礎(chǔ)。本 文通過(guò)論述建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震措施原理與技術(shù)，結(jié)合建 筑設(shè)計(jì)在建筑抗震設(shè)計(jì)中的幾個(gè)主要設(shè)計(jì)問(wèn)題做主要分析。關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計(jì)；原理中圖分類號(hào)：tu3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a1、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震措施原理與技術(shù)1.1建筑結(jié)構(gòu)的隔震原理與技術(shù)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)隔震技術(shù)的運(yùn)用，不僅能減弱突發(fā)地 震對(duì)建筑上層部位的破壞，還可以使建筑物室內(nèi)的裝飾物、 各種大型生活用具、家電設(shè)備得到較好的保護(hù)，減少地震發(fā) 生時(shí)造成的經(jīng)濟(jì)損失。根據(jù)國(guó)際通用的建筑結(jié)構(gòu)隔震技術(shù)， 我們通過(guò)對(duì)建筑不同位置的分析，將隔震原理分為以下四 種。(1) 地基隔震指建筑的

2、隔震層設(shè)置在建筑基礎(chǔ)下的地基當(dāng)中，通過(guò)使 用砂墊層、糯米墊層、軟粘土等方式，使地震在發(fā)生時(shí)其能 量波在建筑地基當(dāng)中被多次吸收、反復(fù)吸收，從而達(dá)到減弱 地震能量的效果。(2) 基礎(chǔ)抗震指建筑的隔震層設(shè)置在建筑基礎(chǔ)與上層結(jié)構(gòu)部分之間，采用夾層橡膠墊隔震、基底滑移隔震、混合隔震等裝置，使 用粘彈性隔震、滾軸滑移隔震、摩擦擺隔震、摩擦滑移隔震 等形式，達(dá)到衰減地震能量波向建筑上層部分的傳遞總量, 從而減弱建筑上層部分在地震發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的搖擺、破裂等地 震反應(yīng)。(3) 層間隔震這種方式是將建筑結(jié)構(gòu)的隔震技術(shù)與抗震技術(shù)相互結(jié) 合，通過(guò)在建筑結(jié)構(gòu)上安裝耗能減震裝置，減弱地震發(fā)生時(shí) 產(chǎn)生的能量，吸收地震能量波，

3、從而降低建筑結(jié)構(gòu)的地震反 應(yīng)強(qiáng)烈程度。(4) 懸掛隔震通過(guò)將建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行懸掛設(shè)計(jì)和建造，減低地震發(fā)生時(shí) 產(chǎn)生的能量波對(duì)建筑主體結(jié)構(gòu)的沖擊，減弱地震作用時(shí)的能 量傳遞，起到控制建筑結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)程度，從而得到建筑 結(jié)構(gòu)的隔震作用。1.2建筑結(jié)構(gòu)的減震原理與技術(shù)建筑結(jié)構(gòu)的減震原理與技術(shù)可按照減震方式的不同分 為以下三類。(1)消能減震建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中對(duì)減震原理與技術(shù)的應(yīng)用，是憑借建筑 結(jié)構(gòu)附加阻力值的提高來(lái)減弱建筑結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)程度。使用 特別制造的加注結(jié)構(gòu)元件對(duì)地震發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的能量波進(jìn)行 消減和吸收，從而達(dá)到保護(hù)建筑主體結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定。建 筑結(jié)構(gòu)減震技術(shù)的使用范圍是比較廣泛的，可以用在新建建 筑結(jié)

4、構(gòu)的減震消鎮(zhèn)設(shè)計(jì)中，可以用在已有建筑的抗震防震加 固上，可以用于鋼結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)建造中，可以用于建筑上層 結(jié)構(gòu)的隔震層中。關(guān)于消能減震的裝置，劃分出來(lái)的種類是 比較多的，如摩擦阻力器、粘滯阻力器、形狀記憶合金阻力 器、塑性阻力器等。(2) 機(jī)械減震這里主要指無(wú)粘結(jié)鋼支撐減震體系，通過(guò)利用建筑結(jié)構(gòu) 內(nèi)部鋼支撐和外包鋼管之間的不粘結(jié)性或是在內(nèi)部鋼支撐 與外包鋼筋、鋼管混凝土上涂抹無(wú)粘結(jié)漆，從而形成滑移界 面。在滑移界面建造中所使用的機(jī)械材料，在材料尺寸上要 精心設(shè)計(jì)、施工，形成內(nèi)部和外包層之間的相對(duì)滑動(dòng)，防止 內(nèi)部鋼支撐結(jié)構(gòu)發(fā)生橫向變形、整體彎曲或局部彎曲。(3) 蹺動(dòng)減震在蹺動(dòng)振動(dòng)控制減震設(shè)計(jì)上，

5、目前采取兩種方法，一種 是對(duì)建筑上部結(jié)構(gòu)與下部基礎(chǔ)在豎向上的不緊固設(shè)計(jì)；另一 種是對(duì)建筑結(jié)構(gòu)中承受地震能量較大的柱、支撐等結(jié)構(gòu)與建 筑下部基礎(chǔ)的不緊固設(shè)計(jì)。2、建筑設(shè)計(jì)在建筑抗震設(shè)計(jì)中的幾個(gè)主要設(shè)計(jì)問(wèn)題2.1提高建筑抗震的設(shè)計(jì)質(zhì)量地震是一種對(duì)人類威脅較大的自然災(zāi)害，它不僅對(duì)建筑 物會(huì)造成破壞，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)威脅人類的生命安全。要提高建 筑的抗震設(shè)計(jì)質(zhì)量就要制定合理的設(shè)計(jì)方案，要根據(jù)相應(yīng)的 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)以及結(jié)合建筑本身的實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。2. 2地基施工要用特殊隔震材料建筑的地基是整個(gè)建筑的關(guān)鍵部位，它的質(zhì)量會(huì)影響到 整個(gè)建筑物的抗震水平和抗震能力，所以我們?cè)谶M(jìn)行建筑設(shè) 計(jì)施工時(shí)，最好使用特殊的隔震材

6、料。在地基的建設(shè)中，通 常要對(duì)它進(jìn)行特殊處理，進(jìn)而來(lái)降低地震對(duì)建筑物的沖擊和 損害。在中國(guó)古代的建筑中就有對(duì)地基抗震的特殊處理，比 如，在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)施工時(shí)，他們?cè)诮ㄖ鼗袖伾仙白右?及粘土，在中國(guó)的南方的建筑中還發(fā)現(xiàn)了糯米這種減震的材 料。近些年來(lái)，隨著我國(guó)的抗震技術(shù)的不斷提高，相應(yīng)的抗 震的特殊材料也越來(lái)越多。在地基的滋工中鋪設(shè)相應(yīng)的建筑 材料，能夠有效的降低地震波的沖擊，從基礎(chǔ)上來(lái)保護(hù)整個(gè) 建筑物，起到較好的抗震效果。2. 3建筑體型設(shè)計(jì)問(wèn)題建筑體型包括建筑的平面形狀和立體的空問(wèn)形狀的設(shè) 計(jì)。在建筑體型的設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡可能地使平面和空間的形狀 簡(jiǎn)潔、規(guī)則，在平面形狀上，矩形、圓形、方形等

7、對(duì)抗震來(lái) 說(shuō)，都是較好的體型。盡可能少做外凸和內(nèi)凹的體型，盡量 避免不對(duì)稱的側(cè)翼和過(guò)長(zhǎng)的側(cè)翼，在體型布置上使建筑結(jié)構(gòu) 的質(zhì)量和剛度比較均勻地分布，避免產(chǎn)生因體型不對(duì)稱導(dǎo)致 質(zhì)量與剛度不對(duì)稱而引起建筑物在抗震時(shí)發(fā)生扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。在 建筑設(shè)計(jì)中，為了建筑立面美觀和藝術(shù)上的創(chuàng)意，復(fù)雜的建 筑體型是難以避免的，但是，在設(shè)計(jì)時(shí)一定要把建筑藝術(shù)、 建筑使用功能同結(jié)構(gòu)抗震安全很好地結(jié)合起來(lái)?？梢葬娙◇w 型的組合設(shè)計(jì)來(lái)解決建筑體型設(shè)計(jì)問(wèn)題。2. 4建筑平面布置設(shè)計(jì)問(wèn)題建筑物的平面布置在建筑設(shè)計(jì)中是十分重要的部分，它 直接反映建筑的使用功能和要求，同時(shí)它與建筑抗震關(guān)系很 大，因此從概念上要解決的一個(gè)核心問(wèn)題是，建筑

8、平面設(shè)計(jì) 上要盡可能做到使結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布均勻，對(duì)稱協(xié)調(diào)， 避免突變，防止產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。在墻體布置上要均勻?qū)ΨQ； 在抗震墻（剪力墻）布置上盡量與結(jié)構(gòu)抗震要求相結(jié)合；對(duì)剛 度很大的樓、電梯井簡(jiǎn)要居中布置，避免偏心扭轉(zhuǎn)地震效應(yīng)。 在建筑平面布置的總體設(shè)計(jì)上要盡可能為結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件 的合理布置創(chuàng)造條件，使建筑使用功能要求與建筑結(jié)構(gòu)抗震 要求融合成一體，充分發(fā)揮建筑設(shè)計(jì)在建筑抗震中的基礎(chǔ)作 用。2. 4建筑豎向布置設(shè)計(jì)問(wèn)題建筑的豎向布置設(shè)計(jì)問(wèn)題在建筑設(shè)計(jì)中主要反映在建 筑物沿高度（沿樓層）建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布設(shè)計(jì)上。在 工業(yè)和民用建筑中，無(wú)論單層和多層都存在此類問(wèn)題。在建 筑設(shè)計(jì)中，盡可能使建

9、筑物沿豎向的剛度分布比較接近，應(yīng) 特別重視使剪力墻布置比較均勻并使其能沿豎向貫通到建 筑底部，不應(yīng)中斷或不到底；盡量避免某一樓層剛度過(guò)??； 盡量避免產(chǎn)生。2. 5屋頂建筑抗震設(shè)計(jì)問(wèn)題設(shè)計(jì)高層和超高層建筑時(shí)，屋頂建筑抗震設(shè)計(jì)也是整個(gè) 設(shè)計(jì)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。近幾十年來(lái)，從多數(shù)高層建筑抗震設(shè) 計(jì)評(píng)定結(jié)果看，屋頂建筑設(shè)計(jì)還存在一些問(wèn)題，例如：屋頂 設(shè)計(jì)較高或者設(shè)計(jì)過(guò)重。屋頂設(shè)計(jì)較高或者設(shè)計(jì)過(guò)重，無(wú)形 當(dāng)中加大了屋頂建筑變形，而且地震作用也加大了，尤其對(duì) 自身和屋頂之下的建筑物的抗震作用都不利。有時(shí)屋頂建筑 的重心和屋頂之下的中心不在同一直線上，如果屋頂?shù)目箓?cè) 力墻和屋頂之下的抗側(cè)力強(qiáng)出現(xiàn)間斷，在地震發(fā)生時(shí)，帶來(lái) 的地震扭轉(zhuǎn)作用也會(huì)更嚴(yán)重，對(duì)抗震更不利。所以，進(jìn)行屋 頂建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中時(shí)，應(yīng)該最大限度的降低屋頂建筑的高 度。選用強(qiáng)度較高、輕質(zhì)、剛度均勻的材料，使得地震作用 傳遞不受阻礙；屋頂重心和屋頂之下的建筑中心在同一直線 上；如果屋頂建筑非常高，屋頂建筑就必須具有較強(qiáng)的抗震 性，讓屋頂建筑地震作用和突變降低到最小，盡量避免發(fā)生 扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。結(jié)語(yǔ) 我國(guó)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者要根據(jù)實(shí)際情況和自身經(jīng)驗(yàn)，加