建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震設(shè)計(jì)分析-楊海平

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震設(shè)計(jì)分析楊海平摘要：近年來，自然災(zāi)害無法避免，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)是近年來“最為注重的”建筑設(shè)計(jì)理念，眾所周知，地震災(zāi)害對(duì)于建筑工程、經(jīng)濟(jì)建設(shè)等一系列人類文明建設(shè)都會(huì)帶來毀滅性的影響，因此做好建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)工作對(duì)于提升建筑工程的“耐久性與安全性”有著重要的意義。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；抗震設(shè)計(jì)分析

引言

建筑工程在城市的建設(shè)中屬于非常重要的施工項(xiàng)目，因此需要保證工程的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定與施工質(zhì)量。在進(jìn)行工程前期設(shè)計(jì)時(shí)，需要重視結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)質(zhì)量。尤其是混凝土抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)用，因?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，在設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)出現(xiàn)很多問題，因此提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性與抗震性能會(huì)有一定難度。在混凝土建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，還要以設(shè)計(jì)為出發(fā)點(diǎn)，如果抗震性得不到保證就會(huì)影響到整個(gè)建筑施工質(zhì)量。因此，需要提高設(shè)計(jì)單位混凝土建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)質(zhì)量，確保建筑的使用功能與應(yīng)用效果。

1建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)概述

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)基本內(nèi)涵包含地震的復(fù)雜性、不可預(yù)測性和不確定性，近年來的有關(guān)地震預(yù)測方面的研究表明，以科學(xué)技術(shù)發(fā)展程度還不足以進(jìn)行地震的準(zhǔn)確預(yù)測，也就是說想要保證人民群眾的人身安全還要依靠建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)，無論是否能夠做到地震預(yù)測，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)也要?jiǎng)?wù)必進(jìn)行深入研究，因?yàn)槌鞘薪ㄖ且粋€(gè)城市的核心，它代表了一個(gè)城市的建設(shè)程度、發(fā)展程度，地震帶來的毀滅性的打擊是一個(gè)“健康城市”所難以承受的，城市建筑結(jié)構(gòu)的空間作用正是保護(hù)人民生命安全的最佳手段，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)中涉及到建筑的使用性質(zhì)、建筑的施工材料等方面，但是這些的不同也難以比上周圍環(huán)境的影響，舉例說明，汶川地震時(shí)，四川成都同樣面臨相同的地震等級(jí)，但是為什么相差距離不算太遠(yuǎn)的兩地所遭受的破壞卻是截然不同呢，答案很簡單，就是由于周圍環(huán)境的不同所導(dǎo)致的，成都的地理特征對(duì)于強(qiáng)震來講僅僅是“一閃而過”，地理特征的原因?qū)е缕湓谠馐軓?qiáng)震時(shí)能夠瞬間“引導(dǎo)”強(qiáng)震“走出去”，通俗來講就是時(shí)間上過于過于短暫，才不會(huì)對(duì)成都造成實(shí)質(zhì)上的“傷害”。

2建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震設(shè)計(jì)分析

2.1合理選擇建筑抗震場地

抗震場地的選擇是建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中非常重要的一部分內(nèi)容，若建筑物的地表性質(zhì)不穩(wěn)定，那么位于該類地域之上的建筑物的抗震性能也將會(huì)受到影響。如果地震發(fā)生，加之建筑物地表性質(zhì)不穩(wěn)定，便會(huì)大幅度降低建筑物的抗震性能。具體來說，建筑設(shè)計(jì)與建設(shè)單位應(yīng)選擇開闊、平坦而且地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的地段作為建筑物的建設(shè)場所，還應(yīng)當(dāng)通過必要的技術(shù)檢驗(yàn)確定土壤硬度和密度能否達(dá)到建筑結(jié)構(gòu)載荷的要求，從而保障建筑物的承載力和穩(wěn)定性。此外，選擇抗震場地時(shí)需盡可能避免河岸邊緣、采空區(qū)、地震斷裂帶以及山岳軟土地段，這類區(qū)域的土質(zhì)凝結(jié)度均無法達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。建筑物場地經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)地基承載能力不足的問題，所以需通過相應(yīng)的技術(shù)處理方法對(duì)地基進(jìn)行加固處理，保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

2.2提高建房標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)化抗震意識(shí)

提高建筑抗震性能需要利用國家法律效用，在一開始就強(qiáng)化建筑各個(gè)階段的抗震意識(shí)。首先，我國應(yīng)該向日本等地震多發(fā)國家學(xué)習(xí)抗震經(jīng)驗(yàn)，在相關(guān)法律法規(guī)上，嚴(yán)格制定抗震設(shè)計(jì)要求，強(qiáng)制設(shè)計(jì)人員嚴(yán)格按照要求進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。其次，應(yīng)該制定較為嚴(yán)苛的設(shè)計(jì)審查和施工審查，嚴(yán)格把控建筑建設(shè)的各個(gè)環(huán)節(jié)，最大限度的提高建筑安全性和有效性。最后，應(yīng)該建立較為嚴(yán)格的追責(zé)制度，一旦因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)安全事故或是造成巨大的經(jīng)濟(jì)人員損失，需要對(duì)建筑設(shè)計(jì)和施工人員進(jìn)行追責(zé)處理，最大限度的提高設(shè)計(jì)人員和施工人員的抗震意識(shí)。

2.3做好結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇與計(jì)算

要做好建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作，尤其是抗震設(shè)計(jì)工作，需要對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的參數(shù)進(jìn)行選擇，如果參數(shù)的選擇錯(cuò)誤，會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能造成很大的影響，因此在設(shè)計(jì)之前，設(shè)計(jì)人員就應(yīng)當(dāng)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行科學(xué)選擇，不能夠確定的參數(shù)通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行確定。在模擬地震災(zāi)害所建立的模型當(dāng)中進(jìn)行計(jì)算與分析，甚至可以按照比例建造建筑物的模型，并在振動(dòng)臺(tái)上模擬地震作用進(jìn)行試驗(yàn)，找到建筑結(jié)構(gòu)抗震的薄弱點(diǎn)，進(jìn)行計(jì)算與加強(qiáng)，從而保證建筑結(jié)構(gòu)在地震中的受力合理與科學(xué)性。

2.4平面與豎向布局中的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)

由于墻體和柱子的平面位置直接與自身的抗震性能有著緊密的聯(lián)系，所以合理的對(duì)建筑構(gòu)件進(jìn)行平面和豎向的分布是抗震設(shè)計(jì)的主要方向。這就需要在抗震設(shè)計(jì)中始終堅(jiān)持以下幾點(diǎn)原則：①豎向與平面構(gòu)件應(yīng)整齊簡潔；②剛度重心必須與質(zhì)量中心相重合。但是在豎向設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)預(yù)防出現(xiàn)“頭重腳輕”的情況，盡可能地降低建筑的剛度重心，同時(shí)盡可能地將錯(cuò)向的建筑豎向結(jié)構(gòu)減少，從而通過對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的豎向高度、剛度和強(qiáng)度的控制確保其具有較強(qiáng)的均勻性，而且高出屋面的部門必須對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的控制，才能預(yù)防出現(xiàn)“鞭梢效應(yīng)”。所以在建筑設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能地采用規(guī)則的設(shè)計(jì)方案，否則就需要采取相應(yīng)的補(bǔ)救方式，例如通過設(shè)置抗震縫而劃分建筑，從而將其分成多個(gè)獨(dú)立的個(gè)體，從而在確保造型的同時(shí)兼顧其使用功能的發(fā)揮。

2.5薄弱層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

地震自身的特點(diǎn)決定了無法對(duì)其進(jìn)行有效的預(yù)警，因而高層建筑的抗震設(shè)計(jì)需要與地震性質(zhì)之間相互吻合。建筑設(shè)計(jì)方案完成之后，需要結(jié)合其抗震性能對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行全面的分析，尋找建筑設(shè)計(jì)中的薄弱層，并針對(duì)薄弱層進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)和改良，切實(shí)提高建筑薄弱層的抗震能力。一般情況下，高層建筑的抗震薄弱層主要集中在樓層受剪承載力突變、建筑結(jié)構(gòu)雙向側(cè)向剛度分配不均勻的區(qū)域當(dāng)中，而這一部分區(qū)域也是在地震發(fā)生時(shí)最容易被破壞的地方。合理的建筑結(jié)構(gòu)分析可以盡快實(shí)現(xiàn)對(duì)薄弱層的彌補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)薄弱層的合理控制和優(yōu)化，提高薄弱層的抗震等級(jí)，有效規(guī)避建筑結(jié)構(gòu)大規(guī)模變形的情況。

2.6設(shè)置多重抗震防線，開展懸掛隔震設(shè)計(jì)

每增加一道抗震防線在能夠在地震發(fā)生時(shí)給居民增加一絲逃生的希望，要盡可能選用性能優(yōu)越的建筑施工材料來設(shè)置抗震防線。在此基礎(chǔ)上，還應(yīng)當(dāng)在建筑物的適當(dāng)位置設(shè)置抗震部件，以進(jìn)一步緩解地震所帶來的沖擊，最終達(dá)到降低地震損失的效果。懸掛隔震選用的是懸掛結(jié)構(gòu)，簡單來說就是將建筑物的大部分結(jié)構(gòu)懸掛起來，以減輕地震發(fā)生時(shí)對(duì)其造成的影響。經(jīng)過懸掛處理之后，地震波帶來的能量就不會(huì)傳遞給建筑結(jié)構(gòu)，其穩(wěn)定性便能夠得到保障。懸掛隔震最常用的方法是大型鋼結(jié)構(gòu)，其核心構(gòu)件為鋼結(jié)構(gòu)懸掛體系。如果從構(gòu)成上劃分，大型鋼結(jié)構(gòu)主要分為主框架和子框架兩大組成部分，通常情況下子框架會(huì)通過鎖鏈或吊桿懸掛于主框架之上?；诖?，地震發(fā)生時(shí)只有主框架會(huì)發(fā)生搖動(dòng)，因?yàn)殒i鏈或吊桿的作用子框架并不會(huì)接受到地震波產(chǎn)生的能量，所以子結(jié)構(gòu)不會(huì)產(chǎn)生慣性力。

結(jié)語

綜上所述，我國在建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中依舊還有很長一段路要走，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該不斷研究國內(nèi)外先進(jìn)的抗震設(shè)計(jì)理念，結(jié)合多種有效實(shí)驗(yàn)手段，提升自身在抗震設(shè)計(jì)上的專業(yè)能力，并不斷強(qiáng)化自身的抗震設(shè)計(jì)意識(shí)，要始終將人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全放到第一位，只有這樣才能真正的提高建筑的抗震性能，造福社會(huì)，造福人民。