王順超

【摘 要】 地震作為破壞力最強(qiáng)的自然災(zāi)害，其對于人們的生活及建筑物損壞的程度是毀滅性的，為了防止地震對人類生活及建筑物的過度破壞，實(shí)現(xiàn)對人類生命及財產(chǎn)安全的保護(hù)，建筑工程必須要在結(jié)構(gòu)設(shè)計環(huán)節(jié)中做好抗震設(shè)計。近年來，在專家、學(xué)者的共同專研和努力下，我國建筑工程結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計水平得到了顯著提升，這幫助我國建筑工程結(jié)構(gòu)的抗震安全性實(shí)現(xiàn)了突破，我國的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計水平正在逐步完善。

【關(guān)鍵詞】 建筑工程；結(jié)構(gòu)設(shè)計；抗震設(shè)計

引言：

我國是一個地震多發(fā)的國家。地震等災(zāi)害的發(fā)生，使得人們生命安全和財產(chǎn)造成了嚴(yán)重的損失。同時地震的頻發(fā)影響了我國經(jīng)濟(jì)的建設(shè)和發(fā)展。甚至大的地震造成了國家人們無法挽回的損失。所以建筑的抗震設(shè)計越來越受到關(guān)注和研究。但是建筑的抗震設(shè)計對于建筑結(jié)構(gòu)有影響一直是一個爭議的話題。文章主要探究了抗震設(shè)計對于建筑結(jié)構(gòu)連續(xù)性倒塌的影響。

一、保證建筑結(jié)構(gòu)抗震水平的先決條件

1、合理的選址

在建筑結(jié)構(gòu)抗震水平設(shè)計中，合理的選址是最基本的先決條件。為了保證選址的正確、合理性，我國政府部門已經(jīng)出臺了《中華人民共和國減災(zāi)抗震法》等法律條文，其中明確規(guī)定“對于有可能發(fā)生的重大建設(shè)性工程以及次生災(zāi)害進(jìn)行嚴(yán)格的地震安全指標(biāo)評價，按照地震安全評價結(jié)果，明確相關(guān)建筑物的抗震設(shè)防要求，并對其進(jìn)行分別設(shè)防”。建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)其實(shí)際質(zhì)量可分為四個標(biāo)準(zhǔn)，其中：甲類：地震時間或大型建筑工程可能發(fā)生的次生建筑類災(zāi)害；乙類：地震中不能中斷使用功能，且必須要逐步恢復(fù)的建筑類型；丙類：除甲、乙兩類建筑外的其他普通建筑類型；丁類：抗震級別相對較低的建筑。根據(jù)對相關(guān)法規(guī)的分析，在進(jìn)行建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計時，必須要選擇對建筑有利的場地，避免在不利地段建設(shè)大型民用建筑，以防止地震破壞隱患的出現(xiàn)。對于一些軟基地段，也必須要進(jìn)行充分的處理，才能夠進(jìn)行合適的建筑設(shè)計。另外對于地震可能引起的次生災(zāi)害問題，也必須要予以正確的處理，進(jìn)一步保證選址的正確性。

2、科學(xué)的設(shè)計

當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時，不同的建筑結(jié)構(gòu)所受到的地震影響是不同的，為了最大限度降低地震災(zāi)害的影響，建筑設(shè)計人員在抗震設(shè)計環(huán)節(jié)中，要根據(jù)當(dāng)?shù)氐囟蔚膶?shí)際情況來進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的選擇。目前，我國常用的鵝建筑結(jié)構(gòu)可以分為“鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)”、“砌體結(jié)構(gòu)”、“鋼混結(jié)構(gòu)”和“鋼結(jié)構(gòu)”四種類型。通過對四種結(jié)構(gòu)的比較分析得出，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的抗震能力相對較強(qiáng)，因?yàn)槠渥陨砭哂休^好的柔韌性，所以當(dāng)建筑物因地震災(zāi)害而出現(xiàn)應(yīng)力變形時，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)能夠依靠自身良好的承載力對其進(jìn)行一定程度的控制，這是其它三種結(jié)構(gòu)所不具備的優(yōu)勢。近年來，高層建筑建設(shè)的增多，大大增大了其在地震災(zāi)害影響下的水平位移和抗側(cè)移剛度，這在無形之中就加大了地震災(zāi)害的影響，為了避免地震災(zāi)害影響程度的增大，在設(shè)計和審核高層建筑抗震設(shè)計時，必須要考慮結(jié)構(gòu)的側(cè)移度。

3、堅實(shí)的質(zhì)量

地震作為破壞性超強(qiáng)的自然災(zāi)害，想要最大限度降低其對建筑的破壞，保證建筑設(shè)計堅實(shí)的質(zhì)量是最基本的防護(hù)措施。相比較而言，我國建筑設(shè)計水平發(fā)展較為緩慢，在地震設(shè)計方面也存在不夠合理的情況，這使得很多建筑結(jié)構(gòu)都出現(xiàn)了地震安全隱患，過大的自身重量也加大了地震危害。為了保證建筑結(jié)構(gòu)抗震水平，必須要在建筑抗震設(shè)計環(huán)節(jié)中科學(xué)的運(yùn)用抗震理論，根據(jù)相關(guān)設(shè)計原則，利用有效措施來提高建筑結(jié)構(gòu)的可靠性與安全性。

二、實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)抗震水平設(shè)計的方法

1、地基隔震

地基隔震是在建筑地基與土層之間設(shè)置緩沖層，以便在地震發(fā)生時減小建筑與土層之間的震動碰撞，實(shí)現(xiàn)對震能的有效吸收和反射作用，減小地震對建筑物的破壞。目前，我國最常使用的地基隔層為瀝青原料隔震層。

2、基礎(chǔ)隔震

基礎(chǔ)隔震是整個建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中的關(guān)鍵，想要降低地震對建筑物的破壞，就必須要做好基礎(chǔ)隔震措施。在對建筑基礎(chǔ)采取抗震措施時，為了減小地震對上部結(jié)構(gòu)的破壞，需要在建筑物的上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)位置接觸處設(shè)置隔震層，防止地震力由地基處向上部結(jié)構(gòu)傳播，降低地震對建筑上部結(jié)構(gòu)的破壞?；A(chǔ)抗震裝置一般采用混合隔震裝置、基底滑移隔震裝置和夾層橡膠隔震裝置等。

3、間層隔震

間層隔震是為了吸收地震的沖擊余力而設(shè)置的，間層隔震的有效設(shè)置能夠?qū)φ鹆M(jìn)行再次削減，以達(dá)到降低地震對建筑的破壞作用。間層隔震一般都安裝在原始結(jié)構(gòu)層上，其實(shí)我國最早使用的的抗震措施，具有施工操作簡單的優(yōu)勢。

4、效能減震技術(shù)應(yīng)用

效能減震是實(shí)現(xiàn)對地震所產(chǎn)生動能的消耗，來減輕地震能的傳導(dǎo)大小，從而降低其對建筑物的破壞程度。目前，在此技術(shù)方面一般采用消能器和阻尼器，兩種器械都能夠?qū)崿F(xiàn)地震能量的有效消耗和吸收，減小震力對建筑主體的破壞，以達(dá)到對建筑主體結(jié)構(gòu)安全、穩(wěn)性定的保護(hù)。目前，效能減震技術(shù)在我國建筑防震設(shè)計中得到了有效的應(yīng)用，其在新建筑的防震設(shè)計和舊建筑的抗震加固方面，都起到了良好的效果。

5、設(shè)置防震縫

在地震區(qū)，當(dāng)建筑物立面高差在6m以上，或建筑物有錯層，或樓板錯層高差較大，或建筑物各部分的結(jié)構(gòu)剛度、重量相差懸殊時，應(yīng)設(shè)防震縫將建筑物分為若干體型簡單、結(jié)構(gòu)剛度均勻的獨(dú)立單元，以減輕地震時建筑物的破壞程度。防震縫一般僅在基礎(chǔ)以上設(shè)置，寬度通常取50-100mm。

6、設(shè)置構(gòu)造柱

構(gòu)造柱是為了加強(qiáng)砌塊建筑的整體剮度、提高抗震能力而設(shè)置的。8度設(shè)計時構(gòu)造柱一般設(shè)在建筑物的四角、內(nèi)外墻交接處，樓梯間、電梯間以及某些較長的墻體中部等位置處，構(gòu)造柱必須與圈梁及墻體緊密連接，一起形成空間骨架，從而增強(qiáng)建筑物的剛度，提高了墻體的應(yīng)變能力，使墻體由脆性變?yōu)檠有暂^好的結(jié)構(gòu)，做到裂而不倒。

7、設(shè)量圈梁

圈梁又稱腰箍、是沿外墻四周及部分內(nèi)橫墻設(shè)置的連續(xù)閉合的梁。圈梁配合樓板的作用可提高建筑物的空間剛度及整體性，增強(qiáng)墻體的穩(wěn)定性，減少由于地基不均勻沉降而引起的墻身開裂，對抗震設(shè)防地區(qū)，利用圈梁加固墻身更顯得必要。

8、保證建筑的剛度

雖然建筑結(jié)構(gòu)的抗震性不依靠于建筑物的墻體加固，但是必要的剛度保障還是要有的，主要通過提升鋼筋混凝土的剛度來實(shí)現(xiàn)。目前我國建筑材料主要應(yīng)用鋼筋混凝土，這種建筑材料本身具有極大的穩(wěn)固性，因此，提升其剛度的操作相對簡單，具體有以下兩種常見形式：

首先，如果所需要進(jìn)行加層的建筑結(jié)構(gòu)的體系是鋼結(jié)構(gòu)，而國家規(guī)定：上部是鋼結(jié)構(gòu)、下部是鋼筋混凝土兩種不同的體系結(jié)構(gòu)是不符合抗震規(guī)范的。因?yàn)樯舷聝刹糠纸Y(jié)構(gòu)的剛度以及阻尼比不一樣，是屬于不合理的設(shè)計。其次，建筑結(jié)構(gòu)剛度一旦過硬，那么在地震時建筑結(jié)構(gòu)所需承受的地震作用就大，則后果嚴(yán)重，并且會對建筑材料造成大量的浪費(fèi)；而如若建筑結(jié)構(gòu)剛度過柔，那么在地震時建筑結(jié)構(gòu)會過大的變形，影響到建筑的本身的強(qiáng)度以及正常使用功能。

三、計算案例

某工程，24-26層的高層住宅，下面6層是商鋪及辦公，兩層地下室?？拐鹪O(shè)防烈度6度，本來地區(qū)烈度較低，但由于結(jié)構(gòu)自身原因和對抗震設(shè)防要求，實(shí)際做出來的配筋也是比較大的。上面住宅部分布置剪力墻，但是因?yàn)橄旅嬗修k公樓及地下車庫，所以要涉及框支剪力墻轉(zhuǎn)換，而且是高位轉(zhuǎn)換。由于高位轉(zhuǎn)換對結(jié)構(gòu)抗震不利，經(jīng)與甲方商定，轉(zhuǎn)換層設(shè)在地面以上結(jié)構(gòu)四層。地震信息輸入如下：丙類建筑；地震烈度，6度；場地類別，II類；設(shè)計地震分組，一組；特征周期，TG=0.35；地震影響系數(shù)最大值，0.04；活荷重力荷載代表值組合系數(shù)，0.5；周期折減系數(shù)，0.9；結(jié)構(gòu)的阻尼比，0.05；考慮偶然偏心；考慮雙向地震扭轉(zhuǎn)效應(yīng)；振型組合方法，CQC耦聯(lián)；計算振型數(shù)，18個?？拐鸬燃?，6度，>80米的一般部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)，框支框架為二級，底部加強(qiáng)部位剪力墻為二級，非底部加強(qiáng)部位剪力墻為三級；但由于轉(zhuǎn)換層位置>3層，所以最終框支框架按一級，底部加強(qiáng)部位剪力墻按一級。計算出來彈性位移較小，基本<1/1800，滿足規(guī)范<1/1000的要求。但由于抗震等級提高，配筋也相應(yīng)增大。

四、結(jié)束語

建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計直接關(guān)系著人們在地震中能否粗生存，能否保全生命財產(chǎn)安全。根據(jù)地震的作用，建筑抗震設(shè)計有很多的標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計要點(diǎn)。同時，結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計對于結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌有一定的影響。雖然建筑的抗震設(shè)計和抗連續(xù)倒塌設(shè)計存在一定的相同點(diǎn)。但是不能夠完全被取代，只是高度的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計會提高建筑抗連續(xù)倒塌性能。充分證明建筑抗震設(shè)計對于建筑結(jié)構(gòu)是有影響的。

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