建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震措施的分析

1、<p>　　建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震措施的分析</p><p>　　摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平不斷提高，人們對(duì)建筑的技術(shù)要求越來越高，尤其是近些年來，我國以及世界各地區(qū)的地震頻發(fā)，更是讓人們對(duì)它的關(guān)注度進(jìn)一步加強(qiáng)。建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)能夠保證建筑物的抗震能力，降低地震發(fā)生時(shí)的經(jīng)濟(jì)損失。但是，如何要在建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中提高抗震能力呢，需要我們來共同探討制定相關(guān)的抗震措施。地震對(duì)建筑物的破壞程度，主

2、要取決于結(jié)構(gòu)側(cè)移大小，如果結(jié)構(gòu)變形能力不足以抵御地震輸入能量對(duì)結(jié)構(gòu)變形的要求，則會(huì)發(fā)生倒塌。本文主要探討了在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需注意的一些抗震措施。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；抗震措施；設(shè)計(jì)規(guī)范； </p><p>　　中圖分類號(hào)：TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A </p><p>　　1、建筑結(jié)構(gòu)的主要隔震措施 </p><p>　　建

3、筑物的抗震設(shè)計(jì)中，我們通常是對(duì)地基進(jìn)行特殊處理，設(shè)置抗震裝置，對(duì)建筑的上部結(jié)進(jìn)行防震設(shè)計(jì)，在這里，我們對(duì)建筑設(shè)計(jì)中抗震的基本類型、主要措施結(jié)合具體實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行研究，這幾種措施通常是混合使用的，但是我們結(jié)合地震構(gòu)造特點(diǎn)及建筑物本身結(jié)構(gòu)，會(huì)有側(cè)重的在關(guān)鍵部位設(shè)置隔震層，依據(jù)隔震層的位置不同我們把建筑物的隔震設(shè)計(jì)分為以下幾種。 </p><p>　　1.1建筑物地基采用特殊材 </p><p>

4、　　料隔震建筑物基礎(chǔ)隔震，主要是對(duì)建筑物的基礎(chǔ)部分進(jìn)行特殊處理，削弱地震時(shí)的地震波，從而減少地震對(duì)建筑物的損害。傳統(tǒng)上是在建筑物的基礎(chǔ)部分交替鋪上粘土、砂子，直接設(shè)置粘土或砂子墊層。在中國建筑史上，曾經(jīng)有人以糯米為原材料，在建筑物的基礎(chǔ)部分設(shè) </p><p>　　置墊層，減少地震對(duì)建筑物的損害。近年來，有關(guān)部門在這方面的研究已經(jīng)取得了突破性進(jìn)展，以瀝青為原料研究出一種特殊材料，以此設(shè)置隔震層效果更好。 <

5、/p><p>　　1.2建筑物基礎(chǔ)設(shè)置隔震裝置減震 </p><p>　　這一種隔震措施主要是在建筑物的基礎(chǔ)與上部建筑之間設(shè)置特殊裝置，減少地震向上傳遞，最高可減少地震對(duì)建筑物傳遞能量的2/3，但是，這種措施的缺陷是不適用于高層建筑，因?yàn)樵诟邔咏ㄖO(shè)置這種裝置會(huì)延長(zhǎng)建筑結(jié)構(gòu)自身的自振周期，起不到減小地震對(duì)建筑物損 </p><p>　　害的目的。通常采用的辦法有：摩擦滑

6、移隔震、粘彈性隔震等幾種，設(shè)置的裝置有橡膠墊、混合隔震裝置等。通過在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和上部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置隔震層，其中隔震支座能夠安定持續(xù)地支撐建筑物重量，并且具有適當(dāng)彈性恢復(fù)力，吸收地震輸入能量。 </p><p>　　1.3建筑物層間隔震措施 </p><p>　　層間隔震這種方法主要適用于舊房改建，在施工方面具有簡(jiǎn)單、易操作的特點(diǎn)。與建筑物基礎(chǔ)部分設(shè)置隔震裝置的辦法相比，層間隔震的效果不是非常明

7、顯，減震的效果可以達(dá)到0.2~0.3的范圍。這種方法主要是依靠設(shè)置在建筑結(jié)構(gòu)各層間隔的減震裝置吸收或者削弱地震能量，從而減小地震對(duì)建筑物的危害，設(shè)置的裝置基本與基礎(chǔ)隔震的相同。這也就是通過引入隔震裝置來延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的周期，避開地震能量相對(duì)集中的頻段，改變結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性，并利用耗能裝置來抑制結(jié)構(gòu)的位移。 </p><p>　　1.4建筑物結(jié)構(gòu)懸掛隔震 </p><p>　　懸掛隔震是將建筑物的大部

8、分或者整個(gè)結(jié)構(gòu)懸掛起來，也就是我們通常所說的懸掛結(jié)構(gòu)，這樣，當(dāng)?shù)卣饋砼R時(shí)，地震的能量不會(huì)傳遞給懸掛起來的結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到減小地震損害的目的。這種隔震方式最常見于大型鋼結(jié)構(gòu)，大型鋼結(jié)構(gòu)總是采用鋼結(jié)構(gòu)懸掛體系，以此隔震。大型鋼結(jié)構(gòu)一般分為主框架和子框架，在懸掛體系中，子框架通過索鏈或者吊桿懸掛于主框架上，當(dāng)?shù)卣饋砼R時(shí)，主框架會(huì)隨著地殼運(yùn)動(dòng)發(fā)生搖擺，但是，子框架和主框架之間是能夠活動(dòng)的索鏈和吊桿，地震的能量到達(dá)這個(gè)部位的時(shí)候就會(huì)削弱，不至于傳遞

9、到子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生慣性力。 </p><p>　　1.5建筑物走向設(shè)計(jì)抗震問題 </p><p>　　地震是由于地殼的運(yùn)動(dòng)而引起的，與地質(zhì)結(jié)構(gòu)有非常重要的關(guān)系。在建筑物選址的時(shí)候，應(yīng)該充分考慮當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件，分析當(dāng)?shù)氐卣鸬恼鹣?，讓建筑物的走向與地震震向垂直，盡量避免兩個(gè)走向平行。從汶川地震和玉樹地震的實(shí)際情況來看，與地震震向平行的建筑物的倒 </p><p>　　塌率更高，

10、與之相反，與地震震向垂直的建筑物就不太容易倒塌。研究發(fā)現(xiàn)，與地震震向平行的建筑物，在地震發(fā)生時(shí)，隨地震波運(yùn)動(dòng)的幅度更大，因此更容易倒塌。我們?cè)诮ㄖO(shè)計(jì)中有關(guān)抗震都是堅(jiān)持了小震不塌、大震能修的原則，雖然設(shè)計(jì)方面在抗震方面也采取了很多措施，但是，由于各種原因，還是不可避免的出現(xiàn)了在地震中因?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)方面的問題而給人們帶來巨大損失，建筑物走向設(shè)計(jì)抗震問題也是建筑物修建不容忽視的一面。 </p><p>　　2、我國建筑

11、設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀 </p><p>　　近年來我國建筑層數(shù)和建筑高度增加，利用結(jié)構(gòu)空間作用，又發(fā)展了框架，簡(jiǎn)體結(jié)構(gòu)、簡(jiǎn)中簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)、多簡(jiǎn)結(jié)構(gòu)和巨型結(jié)構(gòu)等多種結(jié)構(gòu)體系。高層建筑結(jié)構(gòu)的承載能力、側(cè)移剛度、抗震性能、材料用量和造價(jià)高低，與其采用結(jié)構(gòu)體系有著密切關(guān)系。不同結(jié)構(gòu)體系，適用于不同層數(shù)、高度和功能的建筑。在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，水平力是控制的因素，在地震區(qū)水平力是高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的決定因素。剪力墻結(jié)構(gòu)剛度大、周期短、地震作用大

12、，在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意調(diào)整結(jié)構(gòu)剛度。近年來出現(xiàn)了一系列新的結(jié)構(gòu)體系，其中有巨型框架結(jié)構(gòu)、巨型桁架結(jié)構(gòu)、 </p><p>　　懸掛和懸挑結(jié)構(gòu)。目前采用這些結(jié)構(gòu)體系的工程尚較少，對(duì)于這些結(jié)構(gòu)的研究也不夠深入、成熟尚不能普遍推廣于設(shè)計(jì)與施工中。 </p><p>　　2.1高層建筑設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。在相同的建設(shè)場(chǎng)地中，建造高層建筑可以獲得更多的建筑面積，建筑結(jié)構(gòu)要抵抗豎向荷載和水平荷載，在低層和多層結(jié)構(gòu)設(shè)

13、計(jì)中，往往是以重力為代表的豎向荷載起控制作用，對(duì)于高層結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，盡管豎向荷載仍對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)產(chǎn)生重要作用，但起控制作用的是水平荷載。因此，在高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，抗側(cè)力的設(shè)計(jì)是關(guān)鍵，水平荷載是決定因素。對(duì)于一定高度的建筑物，作為其水平荷載的風(fēng)荷載和地震作用將隨結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的不同而有顯著的變化。 </p><p>　　2.2抗震設(shè)計(jì)要求更高。在高層建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)防設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮正常使用時(shí)的豎向荷載、風(fēng)荷載，還必須使建

14、筑結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，做到小震不壞、中震可修、大震不倒。計(jì)算結(jié)構(gòu)的延性是困難的，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的延性是通過一系列的構(gòu)造措施實(shí)現(xiàn)的。在高層建筑設(shè)計(jì)中，為使結(jié)構(gòu)具有良好的延性，構(gòu)件要有足夠大的截面尺寸，柱的軸壓比、梁和剪力墻的剪壓比、構(gòu)件的配筋率都要適宜，應(yīng)遵照規(guī)范、規(guī)程的要求。此外，高層結(jié)構(gòu)中的剪力墻的截面也往往很大。因此，剪切變形的影響不可忽略。 </p><p>　　2.3防震措施中減輕高層建筑自重比多層建筑更

15、重要減輕高層建筑的自重比多層建筑更有意義。從地基承載力或樁基承載力考慮，如果在同樣的地基或樁基情況下，減輕房屋自重意味著在不增加基礎(chǔ)的造價(jià)和處理措施的前提下，可以多建層數(shù)，這在軟弱土層上可能具有突出的經(jīng)濟(jì)效益。地震效應(yīng)與建筑的自重成正比，減輕房屋自重是提高結(jié)構(gòu)抗震能力的有效辦法。高層建筑的質(zhì)量大了，不僅作用于結(jié)構(gòu)上的地層剪力大，還由于重心高、地震作用傾覆力矩大對(duì)豎向構(gòu)件產(chǎn)生很大的附加軸力，也造成很大的附加彎矩。 </p>

16、<p>　　3、我國建筑設(shè)計(jì)技術(shù)不完善 </p><p>　　3.1傳統(tǒng)的建筑抗震設(shè)計(jì) </p><p>　　傳統(tǒng)的建筑抗震設(shè)計(jì)只能保證結(jié)構(gòu)本身具有足夠的強(qiáng)度、剛度和延性。 </p><p>　?。?）沒有塑性變形能力的結(jié)構(gòu)遭受大地震時(shí)，容易發(fā)生脆性破壞，造成人員傷亡。 </p><p>　?。?）有一定柔性的結(jié)構(gòu)可以保證人身安全，

17、但發(fā)生震災(zāi)后也會(huì)造成結(jié)構(gòu)物傾斜，以致地震后不能維持其功能。更重要的并不是提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度就能解決問題的，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大時(shí)，結(jié)構(gòu)內(nèi)部的加速度反應(yīng)相應(yīng)隨之增大，引起傾覆、重要機(jī)器的破損等。而我們的建筑防震主要 </p><p>　　還是停留在增加其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度上。因此，在建筑設(shè)計(jì)防震部門應(yīng)從長(zhǎng)遠(yuǎn)利益出發(fā)，依據(jù)當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境，地形等將結(jié)合，把建筑物與地面隔離開，即使地面出現(xiàn)振動(dòng)，建筑物也不會(huì)受影響。 </p>&l

18、t;p>　　3.2我國建筑材料方面的差異 </p><p>　　中國目前使用的基本都是傳統(tǒng)材料中的鋼筋混凝土材料、磚混材料。在墳川地震中，大量磚混結(jié)構(gòu)發(fā)生整體倒塌，甚至是粉碎性倒塌，造成了慘重的人員損失。日本在大量使用傳統(tǒng)建筑材料的同時(shí)，也在積極開發(fā)新的建筑材料，據(jù)傳統(tǒng)材料中，日本防震建筑大多采用木材、 </p><p>　　鋼材、鋼筋混泥土等材料。而鋼筋混土材料是當(dāng)今中日兩國都大量

19、采用的建筑材料，因?yàn)殇摻羁估阅芎?，混凝土的抗壓性能好，鋼筋混凝土材料將兩者結(jié)合起來，使它們的力學(xué)性能得到合理的應(yīng)用。但是同時(shí)也是地震災(zāi)害的罪魁禍?zhǔn)?。在我國地震帶地區(qū)，今后可以廣泛設(shè) </p><p>　　計(jì)推廣免震建筑，并且不斷開發(fā)利用新型的建筑材料。 </p><p><b>　　4、結(jié)語 </b></p><p>　　建筑物的抗震問題是目

20、前建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)界討論比較多的話題之一，也是涉及到人類生命財(cái)產(chǎn)安全的重要問題，因此，我們?cè)趯?duì)建筑物進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須把建筑物的抗震問題放到非常重要的位置，并采取適當(dāng)?shù)拇胧?，盡量避免地震對(duì)建筑物的損壞。我國目前的抗震 </p><p>　　烈度定得偏低，為增強(qiáng)我國建筑的抗震能力，首先要提高建筑抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)，將每個(gè)城市的建筑抗震設(shè)防烈度水平，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步推廣運(yùn)用抗震技術(shù)，要求更多的城市建筑按照抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)