建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究【摘要】隨著全球自然災(zāi)害的加劇，我國(guó)建筑行業(yè)開始不斷的重視建筑抗震的設(shè)計(jì)。建筑設(shè)計(jì)人員對(duì)抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行了不斷的嘗試和改進(jìn)，進(jìn)而提升了我國(guó)建筑架構(gòu)設(shè)計(jì)水平。筆者根據(jù)工作過(guò)程中遇到的一系列問(wèn)題，對(duì)建筑的防震的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析和探討。

建筑設(shè)計(jì)；抗震結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)分析

引言

有關(guān)建筑工程的抗震設(shè)計(jì)已經(jīng)引起了世界各地的高度認(rèn)識(shí)，它對(duì)人們的生產(chǎn)生活有著重要的影響。在建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員要重視抗震方面的問(wèn)題并采取有效的措施來(lái)降低地震對(duì)建筑工程的破壞，進(jìn)而保障人們的切身利益。

1.抗震設(shè)計(jì)的基本原則

為了使建筑物達(dá)到抗震的效果，在對(duì)建筑工程進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中首先要考慮建筑物的整體結(jié)構(gòu)，然后注意某一結(jié)構(gòu)在地震情況下的整體反應(yīng)，隨后對(duì)其進(jìn)行分析，通過(guò)分析計(jì)算、材料的選擇和方案的規(guī)劃來(lái)進(jìn)一步的提高建筑工程的抗震效果。在地震發(fā)生的過(guò)程中，盡量的避免建筑物因薄弱部分而引起的一定程度的破壞。在建筑設(shè)計(jì)的國(guó)政中要遵循以下幾點(diǎn)原則。

1.1對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體的規(guī)劃

設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中要綜合規(guī)劃抗側(cè)力的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而保證建筑設(shè)計(jì)的均勻、對(duì)稱和規(guī)整。在進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員要將規(guī)則的圖形或者是對(duì)稱的圖形作為構(gòu)造形式并在此基礎(chǔ)上調(diào)整調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)的整體性，進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)慣性力的聚集和傳遞，將地震過(guò)程中的破壞力分開，以此來(lái)保證建筑物在地震過(guò)程中的安全。

1.2保證建筑物的結(jié)構(gòu)剛度

在對(duì)建筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要考慮地震作用力的雙向性，進(jìn)而保證建筑物能夠從各個(gè)方向?qū)ψ饔昧M(jìn)行抵抗。設(shè)計(jì)者還要將主軸方向上的剛度控制在合理的范圍。另外，結(jié)構(gòu)剛度方面的設(shè)計(jì)還要能夠防止建筑物的過(guò)度變形，柔性結(jié)構(gòu)對(duì)外力進(jìn)行分擔(dān)，進(jìn)而避免地震作用力下的整體結(jié)構(gòu)變形，導(dǎo)致人員傷亡和財(cái)務(wù)損失。

1.3抗震防線的設(shè)置

建筑工程的結(jié)構(gòu)體系包括很多的結(jié)構(gòu)分體，這些結(jié)構(gòu)分體進(jìn)行協(xié)調(diào)合作，進(jìn)而降低地震對(duì)建筑物的影響。有些地震在發(fā)生之后還伴隨著很多次的余震，并且余震的級(jí)別不一，所以設(shè)計(jì)人員要設(shè)計(jì)多道抗震的防線，以此來(lái)保證建筑物盡量不受余震的影響?？拐鸬姆谰€要通過(guò)有效的方式安置在結(jié)構(gòu)在內(nèi)外部，設(shè)計(jì)人員還要盡最大努力來(lái)處理結(jié)構(gòu)剛和柔的關(guān)系，進(jìn)而提高建筑物抵抗地震的能力。

2.建筑抗震設(shè)計(jì)中的問(wèn)題

2.1結(jié)構(gòu)體系與材料方面的缺陷

建筑物所用的材料和結(jié)構(gòu)體系是人們逐漸開始重視的問(wèn)題，它們的正確選擇對(duì)于地震多發(fā)區(qū)有著重要的意義。目前，我國(guó)的建筑結(jié)構(gòu)主要以鋼筋混凝土為主，所以在變形控制的過(guò)程中要充分考慮鋼筋混凝土的位移限制。但剛框架系統(tǒng)工作也很難改善較大的變形側(cè)移度。這種情況不僅不利于提高抗震效果，而且也會(huì)加大鋼結(jié)構(gòu)的荷載力。從整個(gè)結(jié)構(gòu)體系來(lái)考慮，結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層的設(shè)置非常的重要，對(duì)加強(qiáng)層和轉(zhuǎn)換層強(qiáng)度的剛度強(qiáng)化，在一定程度上會(huì)造成剛度的突出，從而增加相鄰柱構(gòu)件間的剪力，所以我們要謹(jǐn)慎的選擇結(jié)構(gòu)模式，避免負(fù)面作用的產(chǎn)生。

2.2高層建筑的不斷增多

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，高層建筑在我國(guó)逐漸的增多，但是一些高層建筑的高度已經(jīng)超出了國(guó)家規(guī)定的范圍，我們要高度重視這種高層建筑。首先設(shè)計(jì)人員要進(jìn)行實(shí)際的調(diào)查，并在實(shí)際案例的基礎(chǔ)上進(jìn)行合理的論證。其次還要多次進(jìn)行模型試驗(yàn)。由于高層建筑的高度已經(jīng)超過(guò)了國(guó)家的規(guī)定，所以在實(shí)際的地震過(guò)程中，地震作用力的破壞力就會(huì)大大的增強(qiáng)。隨著建筑物高度的增加，很多技術(shù)指標(biāo)都超出了合理的范圍，所以地震對(duì)它的破壞程度會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)的增加。

2.3短柱和軸壓比在設(shè)置過(guò)程中所存在的問(wèn)題

在很多高層建筑在施工的過(guò)程中，為了保證控制柱的軸壓比例，促使柱的斷面增大，這種情況即使采用高強(qiáng)度的混凝土也不能進(jìn)行有效的緩解。限制柱軸壓比在作用是為了使柱子在偏壓狀況下，避免產(chǎn)生屈服的狀況，進(jìn)而造成混凝土被壓碎，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的延性變差，進(jìn)而影響建筑物的抗震能力。

3.提高建筑物抗震能力的策略

3.1對(duì)整體構(gòu)造進(jìn)行有效的優(yōu)化

設(shè)計(jì)人員在對(duì)建筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，首先要考慮結(jié)構(gòu)體系對(duì)于地震作用力的抵制效果，并且還要重視對(duì)不同的結(jié)構(gòu)體系所財(cái)務(wù)的抗震措施以及不同體系對(duì)經(jīng)濟(jì)和安全帶來(lái)的影響。設(shè)計(jì)人員要結(jié)合工程的實(shí)際情況，做好整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的優(yōu)化工作。在對(duì)結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要保留一定的余度，以此來(lái)保證某部分結(jié)構(gòu)在遭到破壞之后，其余的架構(gòu)可以對(duì)作用力進(jìn)行均衡，這樣就可以保證部分構(gòu)件的破壞不會(huì)影響到整體的抗震性能。在對(duì)建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員需要把震害的傳遞路徑清晰的標(biāo)注于結(jié)構(gòu)圖當(dāng)中，以此來(lái)保證他們?cè)谠O(shè)計(jì)的過(guò)程中能夠全面的顧及抗震設(shè)計(jì)的要求，使各個(gè)部件都能保證應(yīng)力傳遞過(guò)程的連續(xù)性。

3.2對(duì)抗震位置進(jìn)行合理的選擇

設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行抗震的時(shí)候要選擇比較有優(yōu)勢(shì)的抗震場(chǎng)所，而且不可以在震害影響較大的地區(qū)進(jìn)行工程建設(shè)，借助地理?xiàng)l件來(lái)盡可能的減輕地震的危害。在工程中不能將地質(zhì)不均勻地區(qū)和軟弱地質(zhì)區(qū)域設(shè)置為抗震場(chǎng)地。如果不可避免的在這種區(qū)域中進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，首先要對(duì)地基進(jìn)行處理設(shè)計(jì)，以此來(lái)保證地基結(jié)構(gòu)達(dá)到規(guī)定的強(qiáng)度，在達(dá)到規(guī)定的基礎(chǔ)上才可以展開進(jìn)一步的抗震設(shè)計(jì)。另外，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)地基場(chǎng)地的實(shí)際情況來(lái)財(cái)務(wù)核實(shí)的措施。

3.3對(duì)結(jié)構(gòu)荷載進(jìn)行恰當(dāng)?shù)奶幚?/p>

為了保證建筑物有效的抵抗地震災(zāi)害，設(shè)計(jì)人員在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中要遵循強(qiáng)弱協(xié)調(diào)的設(shè)計(jì)原則，對(duì)剪、節(jié)點(diǎn)、柱等的位置強(qiáng)度進(jìn)行合理的提升，并對(duì)梁、彎、拉力中心等部位的強(qiáng)度進(jìn)行削弱。為了避免節(jié)點(diǎn)過(guò)早的被破壞，設(shè)計(jì)人員需要使柱端的承載力大于梁端的承載力。與此同時(shí)，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)具體的規(guī)范要求對(duì)各個(gè)構(gòu)建的荷載進(jìn)行合理范圍內(nèi)的調(diào)整。

3.4在建筑設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)不同的建筑結(jié)構(gòu)類型，選擇適合建筑物的抗震構(gòu)造，以此來(lái)保證整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)與抗震結(jié)構(gòu)一起來(lái)抵抗地震，在最大程度上較少地震所帶來(lái)的危害。利用磚混結(jié)構(gòu)進(jìn)行建造的建筑，它的抗震設(shè)計(jì)應(yīng)該使用水平圈梁加內(nèi)外連續(xù)墻的構(gòu)造，其中水平圈梁能夠施加一定的約束力來(lái)抵抗強(qiáng)大的外力。內(nèi)外結(jié)構(gòu)墻用來(lái)加強(qiáng)塑性變化和位移程度的，以此來(lái)保證工程具有很好的整體性與延展性，進(jìn)而加強(qiáng)建筑的防震能力。

3.5對(duì)結(jié)構(gòu)的自重進(jìn)行弱化

在地基條件相同的情況下，設(shè)計(jì)人員對(duì)建筑進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。如果在設(shè)計(jì)的過(guò)程中能夠低結(jié)構(gòu)的自重，那么便可以合理的增加建筑的層數(shù)，進(jìn)一步的控制成本，這種作用在軟土地基的情況下會(huì)更加的明顯。另外建筑的質(zhì)量會(huì)直接影響地震的效應(yīng)，如果建筑物的層數(shù)過(guò)多，那么在地震的作用下，就會(huì)增加坍塌的危險(xiǎn)。為了盡可能的緩解這一現(xiàn)象，可以用輕質(zhì)材料來(lái)減輕控制結(jié)構(gòu)本身的重量。我國(guó)現(xiàn)代的建筑行業(yè)對(duì)建筑的抗震性能提出了更高的要求，我們要根據(jù)預(yù)期的地震作用來(lái)控制變形能力。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要關(guān)注構(gòu)建的承載力，并通過(guò)參數(shù)關(guān)系來(lái)確定構(gòu)建的最終值。

4.小結(jié)

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)建筑行業(yè)也有了很大發(fā)展，而且高層建筑也逐漸的融入我們的生活，這種情況對(duì)抗震設(shè)計(jì)工作也提出了更高的要求?？拐鹪O(shè)計(jì)是