試論建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的問題及改良方案

1、    試論建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的問題及改良方案    摘要：建筑結(jié)構(gòu)如果抗震性能太低的話，遇到等級較強的地震，就會造成巨大的財產(chǎn)損失和人員傷亡。因此，工程行業(yè)已經(jīng)越來越重視建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計。但是，有關(guān)的建筑設(shè)計的技術(shù)人員對地震破壞建筑物的過程以及原因還沒有一個充分的認(rèn)識，所以不能夠設(shè)計出精確的抗震方案。文章對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中存在的主要問題進行了探討和分析，并提出了相應(yīng)的改良方案，為以后建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計提供一些參考。關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計；存在問題；改良方案；房屋建筑 ：a：tu352 ：1009-2374（2015）03-0044-02 doi：10.

2、13535/ki.11-4406/n.2015.0214我國是一個地震災(zāi)害比較嚴(yán)重的國家。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的方法隨著結(jié)構(gòu)試驗、結(jié)構(gòu)分析、地震學(xué)以及動力學(xué)的發(fā)展也在不斷的進步，在不斷學(xué)習(xí)國外經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，我國的震害調(diào)查、強震觀察的方法在不斷的成熟。但是，如何從我國的社會發(fā)展和地震環(huán)境的實際情況出發(fā)來提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能，從而保持建筑物更加合理經(jīng)濟、安全可靠，是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的一項重要的任務(wù)。1 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的問題1.1 選擇建筑抗震場地的問題如果施工的條件相同，不同工程地質(zhì)條件下的建筑物在地震時會受到明顯不同的破壞程度。所以，選擇一個好的建筑場地是提高建筑物抗

3、震性能的重要基礎(chǔ)，在場地選擇的過程中，要降低地震災(zāi)害，盡可能地避開工程地質(zhì)不良的抗震場地（比如河岸、邊坡邊緣、高聳孤立的山丘、非巖質(zhì)陡坡、濕陷性黃土區(qū)域、液化土區(qū)域），選擇有利的建筑場地（比如中等風(fēng)化、微風(fēng)化的基巖，不含水的粘土層，密實的砂土層）。如果實在無法當(dāng)避開不利區(qū)域的話，應(yīng)該在場地采取抗震加強措施，應(yīng)根據(jù)抗震設(shè)防類別、濕陷性黃土等級、地基液化，來采取措施提高地基的剛度和整體穩(wěn)定性。比如，如果建筑地基的受力層范圍處在嚴(yán)重不均勻土層、軟弱粘性土層、新近填土?xí)r，要合理估計計算地基在地震時形成的不均勻沉降，從而采取加強上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的處理措施或者加固地基、樁基的措施來加強地基的承載力。1.2

4、選取房屋結(jié)構(gòu)抗震機制的問題1.2.1 房屋結(jié)構(gòu)機制應(yīng)有科學(xué)恰當(dāng)?shù)膹姸扰c剛度，能夠有力地規(guī)避房屋結(jié)構(gòu)由于突然變化或者個別位置減弱構(gòu)成薄弱位置，引發(fā)太大的應(yīng)力聚集或者塑性產(chǎn)生變化聚集；對于或許形成的脆弱位置，應(yīng)采用提升抗震水平的手段。1.2.2 在房屋架構(gòu)機制中應(yīng)設(shè)計有科學(xué)的地震功能傳送通道與確定清楚的核算簡圖。另外，設(shè)置縱向房屋構(gòu)件時，應(yīng)盡量保持在垂直重力負(fù)荷作用下縱向房屋構(gòu)件的壓應(yīng)力多少平均；設(shè)置樓層蓋梁機制時，盡量保證垂直重力負(fù)載能夠通過距離最小的途徑傳送到縱向構(gòu)件墻或者柱子上；設(shè)置轉(zhuǎn)換架構(gòu)機制時，盡量保證從上面架構(gòu)縱向構(gòu)件傳過來的垂直重力負(fù)載能夠通過轉(zhuǎn)換層完成再次轉(zhuǎn)換。1.2.3 在選取房

5、屋架構(gòu)機制時，應(yīng)重視防止由于一些構(gòu)件或者架構(gòu)的損壞而讓總體房屋架構(gòu)失去對重力負(fù)載的承受性能與抗震性能。房屋架構(gòu)抗震設(shè)置的基本準(zhǔn)則是架構(gòu)應(yīng)該具備內(nèi)力再次分?jǐn)傋饔?、?yōu)秀的變形性能、一定的贅余度等。進而在地震出現(xiàn)時，一些構(gòu)件即便出現(xiàn)問題，其他構(gòu)件仍然可以承載縱向負(fù)載，提升房屋架構(gòu)的總體抗震穩(wěn)固性。1.3 房屋架構(gòu)平面設(shè)置的規(guī)則性與對稱性問題房屋的平面與立體的設(shè)置應(yīng)遵照抗震理論基本設(shè)置準(zhǔn)則，通常運用規(guī)則的房屋架構(gòu)設(shè)置方案。依照房屋結(jié)構(gòu)抗震設(shè)置規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)，對平面不規(guī)則或縱向不規(guī)則，或者兩者均不規(guī)則的房屋架構(gòu)，應(yīng)運用空間架構(gòu)的核算模式；對樓板部分區(qū)域連接不暢或者表面凹凸不成規(guī)律時，應(yīng)運用相對應(yīng)的貼合樓層強

6、度剛度變動的模型；脆弱位置應(yīng)當(dāng)注重相對應(yīng)的內(nèi)力加大系數(shù)，而且依照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)來對彈塑性形狀改變加以剖析，脆弱位置應(yīng)采用抗震構(gòu)造手段。在房屋架構(gòu)的抗震中，對稱性是不容忽視的。對稱性包含房屋平面的對稱、品質(zhì)分布的對稱及房屋架構(gòu)抗側(cè)剛度的對稱三個部分。保證這三個方面的對稱中心為同樣的位置是最優(yōu)的抗震設(shè)置方案。國內(nèi)的房屋結(jié)構(gòu)中，架構(gòu)的對稱性通常指的是抗側(cè)力主要架構(gòu)的對稱。對稱的房屋架構(gòu)有框架架構(gòu)、簡體框架架構(gòu)等。房屋架構(gòu)的規(guī)則性體現(xiàn)在以下四點：1.3.1 在平面設(shè)置房屋抗側(cè)力的主要架構(gòu)時，應(yīng)當(dāng)保證周圍結(jié)構(gòu)與中心的剛度與強度平均分布，讓房屋的主要架構(gòu)維持較強的強度與抗扭剛度，很大程度上防止了房屋在風(fēng)力較大或

7、者地震的扭矩影響下而產(chǎn)生很大的形狀改變造成非架構(gòu)構(gòu)件與架構(gòu)構(gòu)件的損壞。1.3.2 在平面設(shè)置房屋抗側(cè)力的主要架構(gòu)時，還應(yīng)當(dāng)重視保證同一主軸方向的所有抗側(cè)力架構(gòu)剛度與強度位于平均形態(tài)。1.3.3 建筑結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力主體結(jié)構(gòu)沿著構(gòu)成變化和豎向斷面也要保持均勻，避免出現(xiàn)突變。1.3.4 建筑結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力主體結(jié)構(gòu)的兩個主軸方向也要有比較接近的強度和剛度，還要有比較相近的變形特性?？傮w來說，在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，一定要對建筑平、立面布置的規(guī)則性加以重視，在實際的工程中還應(yīng)該對建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的規(guī)范規(guī)定給予高度的重視。2 提高建筑結(jié)構(gòu)抗震能力的改良方案（1）對地震外力能量的吸收傳遞途徑進行恰當(dāng)合理的布局，保

8、證支墻、梁、柱的軸線處于同一平面，形成一個構(gòu)件雙向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系。在地震作用下構(gòu)件呈現(xiàn)出彎剪性破壞，有效地使建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震能力得到提高。（2）要按照抗震等級來對梁、柱、墻的節(jié)點采取抗震構(gòu)造措施，保證在地震作用下建筑物結(jié)構(gòu)可以達(dá)到三個水準(zhǔn)的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。按照“強節(jié)點弱構(gòu)件”、“強剪弱彎”、“強柱弱梁”的原則，來合理選擇柱截面的尺寸，注意構(gòu)造配筋要求，控制柱的軸壓比，確保結(jié)構(gòu)在地震作用下具有足夠的延性和承載力。（3）進行多道抗震防線的設(shè)置。在一個抗震結(jié)構(gòu)體系中，在地震作用下一部分延性好的構(gòu)件可以擔(dān)負(fù)起第一道抗震防線的作用，而在第一道抗震防線屈服后其他構(gòu)件才逐次形成第二、第三或更多道抗震防線，有效提

9、高建筑結(jié)構(gòu)的抗震安全性。各地區(qū)要根據(jù)所處區(qū)域的地質(zhì)特征，提高抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。（4）在可能發(fā)生破壞性比較強的地震區(qū)域，建設(shè)、地震、科技等部門要對建筑技術(shù)規(guī)范進行嚴(yán)格的規(guī)定，從施工保障、材料選用、規(guī)劃設(shè)計、建房選址等方面來加強監(jiān)督檢查和技術(shù)指導(dǎo)，保證建筑設(shè)施能夠符合抗震設(shè)防的基本要求。（5）根據(jù)地震地區(qū)本身建筑物的特點來積極引用抗震減災(zāi)新材料、新工藝、新技術(shù)，并且借鑒發(fā)達(dá)國家的技術(shù)和經(jīng)驗，將其推廣應(yīng)用到建筑抗震設(shè)計中。（6）建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的管理者以及實施者也對建筑的抗震能力起到很大的作用。所以，必須提高抗震設(shè)計工作人員的整體素質(zhì)，提升整個建筑的抗震工程質(zhì)量。3 結(jié)語經(jīng)過多年來對建筑結(jié)構(gòu)中抗震設(shè)計的研究，我國的抗震設(shè)計方法已經(jīng)逐漸趨于成熟，但是還有許多需要完善的地方。我們要在嚴(yán)格按照建筑抗震規(guī)范要求的基礎(chǔ)上上，科學(xué)地合理地進行建筑抗震設(shè)計，保證建筑物的穩(wěn)定性和可靠性，促進我國建筑結(jié)構(gòu)抗