孫永文

【摘要】地震是一種自然現(xiàn)象，它是無法進(jìn)行預(yù)測(cè)和防止的，而面對(duì)無法預(yù)測(cè)和防止地震而言，人們只能從遇到地震時(shí)使損失降至最低方面入手進(jìn)行控制，因此，建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)顯得越來越重要。本文就抗震設(shè)計(jì)的具體方法進(jìn)行了分析，希望對(duì)實(shí)際的施工有所幫助。

【關(guān)鍵詞】抗震設(shè)計(jì)；要點(diǎn)分析；具體方法

建筑工程與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人們生活安全有著密切的聯(lián)系，在建筑施工技術(shù)快速發(fā)展的背景下，建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性以及安全性在不斷提高。為了提高工程建設(shè)的安全性，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計(jì)的研究。現(xiàn)在更多新型的材料應(yīng)用到工程建設(shè)中，無論是施工技術(shù)還是施工管理在應(yīng)用效果上都得到了很大的提升，為抗震設(shè)計(jì)的研究提供更大便利。

1、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容

1.1合理選擇建設(shè)場(chǎng)地

在進(jìn)行建筑工程建設(shè)時(shí)，應(yīng)盡量避免抗震危險(xiǎn)地段，在進(jìn)行設(shè)計(jì)前應(yīng)全面搜集施工場(chǎng)地地質(zhì)勘察內(nèi)容，根據(jù)勘察報(bào)告以及工程建設(shè)需求，對(duì)工程建設(shè)抗震設(shè)計(jì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，一般應(yīng)選擇堅(jiān)硬土或者開闊平坦密實(shí)均勻的中硬土地段。尤其是液化土、軟化土、邊坡邊緣等地段，以及平面分布上成因、狀態(tài)以及巖性明顯不均勻的土層地段要避開

1.2合理選擇建筑結(jié)

一般情況下良好的建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)該具備高延性系數(shù)、勻質(zhì)性好、強(qiáng)度/重力比值大，以及構(gòu)件的連接應(yīng)具有良好的整體性、延性以及連續(xù)性等，并能充分發(fā)揮出材料的全部強(qiáng)度。另外，在選擇建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)遵循兩個(gè)原則，一方面是要求建筑結(jié)構(gòu)平面布置應(yīng)對(duì)稱，構(gòu)件分配力要均勻；另一方面均勻分布豎布置，盡量保證結(jié)構(gòu)豎向結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度的變化均勻，在盡量減低避免出現(xiàn)薄弱層的基礎(chǔ)上，降低房屋重心。

1.3剛度、延性等要求

如果建筑結(jié)構(gòu)具有較高的抗力，則其總體延性要求將會(huì)有所降低，同樣如果抗力較低，則需要有較高的延性進(jìn)行配合。在發(fā)生地震災(zāi)害時(shí)，建筑物所受到地震作用大小與其動(dòng)力特性有著密切的聯(lián)系，具有合理的剛度與承載力分布以及與值匹配的延性。如果想要提高建筑結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度，很有可能會(huì)增加工程造價(jià)，并且隨著剛度的提升延性指標(biāo)也將會(huì)有所下降。如果想要建筑結(jié)構(gòu)具有比較好的抗倒塌能力，則需要保證每個(gè)構(gòu)件都有較高的延性。因此，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)時(shí)，可以有選擇的對(duì)重要構(gòu)件以及關(guān)鍵桿件的延性進(jìn)行提升，確保結(jié)構(gòu)剛度、延性以及承載力等之間形成一個(gè)良好的匹配關(guān)系。

2、抗震設(shè)計(jì)的具體方法

2.1建筑場(chǎng)地的選擇

要避開抗震危險(xiǎn)地段。建筑抗震危險(xiǎn)的地段，一般是指地震時(shí)可能發(fā)生崩塌、滑坡、地陷、地裂、泥石流等地段，以及震中烈度為8度以上的發(fā)震短裂帶在地震時(shí)可能發(fā)生地表錯(cuò)位的地段。發(fā)震斷層：在過去3.5萬(wàn)年以內(nèi)曾活動(dòng)過一次，或在5萬(wàn)年內(nèi)活動(dòng)過兩次的地質(zhì)構(gòu)造上的斷層。非發(fā)震斷層：與當(dāng)?shù)氐牡卣鸹顒?dòng)性沒有成因上聯(lián)系的一般斷層，在地震時(shí)一般不會(huì)發(fā)生新的錯(cuò)動(dòng)。

2.2建筑的平立面布置

一幢房屋的動(dòng)力性能基本上取決于它的建筑布局和結(jié)構(gòu)布置。建筑的平立面布置宜規(guī)則、對(duì)稱，質(zhì)量和剛度變化均勻，避免樓層錯(cuò)層。對(duì)稱的結(jié)構(gòu)容易估計(jì)其地震時(shí)的反應(yīng)，容易采取構(gòu)造措施和進(jìn)行細(xì)部處理?！耙?guī)則”包含了對(duì)建筑的平、立面外形尺寸，抗側(cè)力構(gòu)件布置、質(zhì)量分布，直至強(qiáng)度分布等諸多因素的綜合要求。地震區(qū)的高層建筑，平面以方形、矩形、圓形為好；正六邊形、正八邊形、橢圓形、扇形也可以。不宜采用有較長(zhǎng)翼緣的L形、T形、U形、H形、Y形等平面形狀。地震區(qū)高層建筑的立面應(yīng)采用矩形、梯形、三角形等均勻變化的幾何形狀，盡量避免帶有突然變化的階梯形立面。建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性對(duì)抗震能力的重要影響的認(rèn)識(shí)始自若干現(xiàn)代建筑在地震中的表現(xiàn)。一般房屋愈高，所受到的地震力和傾覆力矩愈大，破壞的可能性也愈大，但不是絕對(duì)的，與經(jīng)濟(jì)有關(guān)。建筑物的高寬比值愈大，建筑物就愈瘦高，地震作用下的側(cè)移就愈大，地震引起的傾覆作用就愈大。

2.3各元素的合理搭配

鋼筋混凝土剪力墻體系的抗側(cè)移剛度大，自振周期較短，地震作用大。若增加墻厚和數(shù)量、減小橫墻間距，則剛度增加，但地震反應(yīng)加大，剪力墻可能會(huì)因承載力不足而破壞，所以二者應(yīng)相互匹配?？蚣芤患袅w系的自振周期的大小決定于抗震墻的數(shù)量。數(shù)量少而薄，剛度低，周期就長(zhǎng)，地震剪力就小，但抗側(cè)移能力也低。框架體系的特點(diǎn)為抗側(cè)移剛度小，水平側(cè)移大，結(jié)構(gòu)周期較長(zhǎng)，地震反應(yīng)也小。由于水平側(cè)移大，效應(yīng)增大并隨高度增加而累積，會(huì)造成承載力不足而破壞。剛度與延性對(duì)于有框架和抗震墻或由框架和支撐組成的雙重體系中?？蚣軇偠刃?，承擔(dān)的地震剪力小，而彈性極限變形大：墻體或豎向支承剛度大，承擔(dān)的地震剪力大，而彈性極限變形?。辉谕鶑?fù)地震動(dòng)的作用下，墻體和支承由于彈性變形能力差而出現(xiàn)裂縫、桿件屈曲，水平抗力降低，而此時(shí)的結(jié)構(gòu)層間位移角遠(yuǎn)小于框架的彈性極限變形值，框架的水平抗力未得到發(fā)揮：由于體系中各抗側(cè)力構(gòu)件的剛度與延性的不匹配，造成各構(gòu)件不能同步協(xié)調(diào)地發(fā)揮水平抗力，出現(xiàn)先后破壞的各個(gè)擊破情況。結(jié)構(gòu)不同部位的延性要求：延性是指結(jié)構(gòu)承載能力無明顯降低的前提下，結(jié)構(gòu)發(fā)生非彈性變形的能力。對(duì)結(jié)構(gòu)中重要構(gòu)件的延性要求，高于對(duì)結(jié)構(gòu)總體的延性要求：對(duì)構(gòu)件中關(guān)鍵桿件或部位的延性要求，又高于對(duì)整個(gè)構(gòu)件的延性要求。改善構(gòu)件延性的途徑：控制構(gòu)件的破壞形態(tài)、減小桿件軸壓比、高強(qiáng)混凝土的應(yīng)用、鋼纖維混凝土的應(yīng)用和型鋼混凝土的應(yīng)用。

2.4非結(jié)構(gòu)部件處理

所謂非結(jié)構(gòu)部件，一般是指在結(jié)構(gòu)分析中不考慮承受重力荷載以及風(fēng)、地震等側(cè)力荷載的部件，如內(nèi)隔墻、樓梯踏步板、框架填充墻、建筑外圍墻板等?？紤]填充墻的影響：填充墻對(duì)框架結(jié)構(gòu)的影響：使結(jié)構(gòu)抗側(cè)移剛度增大，自振周期減短，從而使作用于整個(gè)建筑上的水平地震力增大。改變了結(jié)構(gòu)的地震剪力分布。限制了框架的變形，減少了整個(gè)結(jié)構(gòu)的地震側(cè)移幅值。填充墻充當(dāng)了第一道抗震防線的主力構(gòu)件，使框架退居為第二道防線。

結(jié)語(yǔ)：

在進(jìn)行抗震性能研究時(shí)，必須要結(jié)合工程建設(shè)實(shí)際需求，明確研究要點(diǎn)并從多個(gè)方面進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，采取具體的措施，提高建筑抗震性能，保證建筑建設(shè)能夠滿足社會(huì)發(fā)展需求。