建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)分析

1、<p>　　建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)分析</p><p>　　摘要：地震是一種自然現(xiàn)象，人們無(wú)法對(duì)它進(jìn)行預(yù)測(cè)和防止，一旦發(fā)生強(qiáng)烈等級(jí)的地震，將會(huì)造成無(wú)法挽回的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。而面對(duì)無(wú)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，由于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在抗震設(shè)防中起著至關(guān)重要的作用。所以本文根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)中抗震設(shè)計(jì)存在的一些問題進(jìn)行探討，旨在不斷提高建筑抗震等級(jí),確保人民生命財(cái)產(chǎn)安

2、全。 </p><p>　　關(guān)鍵詞： 建筑結(jié)構(gòu)； 抗震設(shè)計(jì)； 存在的問題； 對(duì)策 </p><p>　　中圖分類號(hào)：TU973+.31文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p>　　工程質(zhì)量的好壞直接影響著千家萬(wàn)戶的生命安全，隨著汶川地震和日本的311大地震的發(fā)生，當(dāng)前，國(guó)內(nèi)外工程界愈來(lái)愈重視建筑結(jié)構(gòu)中的抗震設(shè)計(jì)。要設(shè)計(jì)出精確的建筑結(jié)構(gòu)抗震這就要求相關(guān)技術(shù)人員充分

3、認(rèn)識(shí)地震破壞建筑物的原因和過程。 </p><p>　　一、建筑抗震場(chǎng)地的選擇 </p><p>　　建筑場(chǎng)地的選擇應(yīng)根據(jù)工程需要，以及工程地質(zhì)有關(guān)資料和地震活動(dòng)情況和進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。根據(jù)不同的場(chǎng)地，對(duì)天然地基時(shí)的抗震承載力進(jìn)行分析，對(duì)震陷、震動(dòng)液化可能性與液化危害度進(jìn)行分析。必要時(shí)，對(duì)其處理可采用規(guī)范的相應(yīng)的地基來(lái)進(jìn)行。根據(jù)地震烈度、場(chǎng)地土的厚度和斷裂的地質(zhì)歷史來(lái)對(duì)避讓距離進(jìn)行確定，從而確

4、定場(chǎng)地范圍內(nèi)的地震斷裂。在選擇場(chǎng)地地基時(shí)，要避開對(duì)建筑不利的地段，如果沒法避開時(shí)，采用適當(dāng)?shù)目拐鸫胧?</p><p>　　二、選擇抗震體系類型 </p><p>　　合理選擇建筑的抗震結(jié)構(gòu)體系決定了建筑結(jié)構(gòu)的安全性和經(jīng)濟(jì)性。具體而言，應(yīng)注重以下三方面的設(shè)計(jì)：第一，建筑結(jié)構(gòu)體系應(yīng)當(dāng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的破壞而導(dǎo)致整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承載能力。建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的一個(gè)重要原

5、則就是結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)具有必要的贅余度、良好的變形能力和內(nèi)力重分配的功能，地震中，即使一部分構(gòu)件退出工作，其余部分構(gòu)件仍能承擔(dān)起豎向荷載，避免整體建筑結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。第二，建筑結(jié)構(gòu)體系應(yīng)當(dāng)具有清晰明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖和恰當(dāng)合理的地震作用傳遞路徑。在這過程中，豎向建筑構(gòu)件的布置，應(yīng)盡量使豎向建筑構(gòu)件在垂直重力荷載作用下的壓應(yīng)力水平接近均勻；樓屋蓋梁體系的布置，應(yīng)盡量使垂直重力荷載以最短的路徑傳遞到豎向構(gòu)件墻、柱上去；轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)體系的布置，應(yīng)盡量做到使上部結(jié)構(gòu)豎

6、向構(gòu)件傳遞來(lái)的垂直重力荷載通過轉(zhuǎn)換層一次至二次轉(zhuǎn)換。另外，建筑的整體抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系也必須明確，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)一般由框架、簡(jiǎn)體、剪力墻、支撐等組成，它們宜盡量連續(xù)貫通。第三，建筑結(jié)構(gòu)體系應(yīng)當(dāng)具有合理適度的強(qiáng)度和剛度。宜具有合理恰當(dāng)?shù)膹?qiáng)度和剛度分布，防止和避免因局部削弱或突變形成薄弱部位，產(chǎn)生過大的塑性變形集中或應(yīng)力集中；建筑的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)使</p><p>　　三、選擇抗震結(jié)構(gòu)體系 </p><p

7、>　　―般情況下，應(yīng)優(yōu)先選擇不負(fù)擔(dān)重力荷載的豎向支撐或填充墻，或選用軸壓比不太大、延性較好的抗震墻等構(gòu)件，作為第一道抗震防線的抗側(cè)力構(gòu)件?？蚣塄D抗震墻結(jié)構(gòu)體系中的抗震墻、處于第一道防線，當(dāng)抗震墻在一定強(qiáng)度的地震作用下遭受可允許的損壞，剛度降低而部分退出工作并吸收相當(dāng)?shù)牡卣鹉芰亢?，框架部分起到第二道防線的作用。這種體系的設(shè)計(jì)既考慮到抗震墻承受大部分的地震力。對(duì)于強(qiáng)栓弱梁型的延性框架。應(yīng)具備必要的強(qiáng)度，良好的變形能力和耗能能力。如果抗

8、震結(jié)構(gòu)體系有較高的抗側(cè)力強(qiáng)度，但缺乏足夠的延性，則這樣的結(jié)構(gòu)在地震時(shí)很容易破壞（如元筋砌體）；但如結(jié)構(gòu)有較大的延性、而抗側(cè)力強(qiáng)度不高，在不大的地震作用下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的變形（如純框架結(jié)構(gòu)），如果砌體結(jié)構(gòu)加上屆邊約束構(gòu)件，使其只有較好的變形能力。如果框架中設(shè)有抗震墻，使其抗例力強(qiáng)度增加，則上述兩種結(jié)構(gòu)的抗震潛力都增大了。宜具有合理的剛度和強(qiáng)度分布，避免因局部削弱或突變形成薄弱部位。產(chǎn)生過大的應(yīng)力或塑性變形集中，對(duì)可能出現(xiàn)的薄弱部位，應(yīng)采取措

9、施提高抗震能力。結(jié)構(gòu)在強(qiáng)烈地震下不存在強(qiáng)度安全儲(chǔ)備、構(gòu)件的實(shí)際強(qiáng)度分布是判斷薄弱層（部位）的基礎(chǔ)。 </p><p>　　抗震計(jì)算中的延性保證。延性控制準(zhǔn)則的一般要求都包括對(duì)兩個(gè)物理量的要求：一是所討論的部件（如包括節(jié)點(diǎn)在內(nèi)的梁柱接頭區(qū)）在預(yù)定部位（如梁端）屈服后所能達(dá)到的變形量的大??；另一個(gè)是直到變形量增大到預(yù)期值為止，部件各部位都必須保持其應(yīng)具備的承載力而不發(fā)生先期承載力失效。其中第一個(gè)物理量是被衡量和控制的

10、量，第二個(gè)量是第一物理量的基本保障。對(duì)節(jié)點(diǎn)而言，就是要求節(jié)頭區(qū)梁端或柱端屈服后達(dá)到某個(gè)必要的變形之前不會(huì)先行發(fā)生破壞或剪切失效。具體框架節(jié)點(diǎn)延性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則表達(dá)如下。提高抗震結(jié)構(gòu)構(gòu)件的延性、改變其變形能力，力求避免脆性破壞；為此砌體結(jié)構(gòu)應(yīng)按規(guī)定設(shè)置鋼筋混凝土圈梁和構(gòu)造柱、芯校，或采用配筋砌體和組合砌體柱等；鋼筋混凝土構(gòu)件應(yīng)合理的選擇尺寸、配置縱向鋼筋和箍筋。為了保證強(qiáng)柱弱梁，強(qiáng)剪弱彎，強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件的抗震設(shè)計(jì)理念，在配置縱向鋼筋和箍筋時(shí)，應(yīng)考

11、慮梁翼緣板的作用和梁裂縫寬度驗(yàn)算或超配而增加梁縱筋的影響?？蚣芸v向鋼筋的最小配筋率，應(yīng)與《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》一致，或者略小。 </p><p>　　四、重視建筑結(jié)構(gòu)平面布置的規(guī)則性和對(duì)稱性 </p><p>　　建筑物的平面布置在建筑設(shè)計(jì)中是十分重要的部分，它直接反映建筑的使用功能和要求柱子的距離內(nèi)墻的布置空間活動(dòng)面積的大小通道和樓梯的位置電梯井的布置房間的數(shù)量和布置等，都要在建筑的平面布

12、置圖上明確下來(lái) 而且，由于建筑使用功能不同，每個(gè)樓層的布置有可能差異很大，建筑平面上的墻體，包括外圍填充墻內(nèi)隔墻有相應(yīng)強(qiáng)度和剛度的非承重內(nèi)隔墻等等布置不對(duì)稱，墻體與柱子分布的不對(duì)稱不協(xié)調(diào)，使建筑物在地震時(shí)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)地震作用，對(duì)抗震很不利有的建筑物，其剛度很大的電梯井筒被布置在建筑平面的角部或是平面的一側(cè)，結(jié)果在地震中造成靠電梯一側(cè)建筑物的嚴(yán)重破壞這是因?yàn)殡娞菥簿哂袠O大的抗側(cè)力剛度，吸引了地震作用的主要部分有的建筑物，在平面布置上一側(cè)的墻

13、體很多，而另一側(cè)的墻體稀少，這就造成平面上剛度分布的很不對(duì)稱，質(zhì)量分布也偏心，使結(jié)構(gòu)的受力和變形不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)地震作用效應(yīng)，帶來(lái)局部墻面的破壞有的建筑物，如底層為商場(chǎng)的臨街建筑，臨街一側(cè)往往不設(shè)墻體，而其另一側(cè)則有剛度很大的墻體封閉，兩側(cè)在剛度上相差很多，也將在地震時(shí)引起扭轉(zhuǎn)地震作用，對(duì)抗震不利還有的建筑平面布置上，經(jīng)常出現(xiàn)內(nèi)隔墻不對(duì)齊或中斷，使剛度發(fā)生突變和地震力傳遞受阻，</p><p>　　五、 提高建筑

14、結(jié)構(gòu)抗震能力的對(duì)策 </p><p>　　建筑結(jié)構(gòu)中抗震設(shè)計(jì)是相關(guān)技術(shù)人員們通過對(duì)大量的建筑地震震害實(shí)例進(jìn)行研究、分析、歸納總結(jié)出來(lái)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)?？拐鹪O(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中是至關(guān)重要的也是非常必要的，因而，有關(guān)部門應(yīng)當(dāng)高度重視建筑結(jié)構(gòu)中的抗震設(shè)計(jì)。為了有效提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力需從以下三方面著手：第一，要合理恰當(dāng)?shù)夭季值卣鹜饬δ芰康膫鬟f吸收途徑，保證支柱、梁和墻的軸線處于同一平面，從而形成構(gòu)件雙向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系。使其

15、在地震作用下呈彎剪性破壞，使塑性屈服盡量發(fā)生在墻的底部，而連梁適宜在梁端塑性屈服，還有足夠的變形能力。在墻段充分發(fā)揮抗震作用之前，按照"強(qiáng)墻弱梁"的原則強(qiáng)化墻肢的承載力，避免墻肢的剪切性破壞，提高建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震能力。第二，要按照抗震等級(jí)對(duì)墻、柱和梁節(jié)點(diǎn)采取相對(duì)應(yīng)的抗震構(gòu)造措施，確保建筑物的結(jié)構(gòu)在地震作用下達(dá)到三個(gè)水準(zhǔn)的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。按照"強(qiáng)柱弱梁"、"強(qiáng)剪弱彎"、"強(qiáng)

16、節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件"的原則，合理地選擇柱截面尺寸，控制柱的軸壓比，注意構(gòu)造配筋要求，保證鋼筋砼結(jié)構(gòu)在地震作用下具有足夠的承載力和延性。第三，要設(shè)置多道抗震防線，即在一個(gè)抗震結(jié)構(gòu)體系中，一部分延性好的構(gòu)件在地震作用下，擔(dān)負(fù)起第一道抗震防線的作用，其他構(gòu)件則在第一道抗</p><p>　　總之，建筑抗震設(shè)計(jì)是建筑設(shè)計(jì)的一個(gè)重要方面，是對(duì)建筑抗震起著重要的基礎(chǔ)作用。隨著現(xiàn)代抗震設(shè)計(jì)理論越來(lái)越先進(jìn)，相關(guān)技術(shù)人員抗震設(shè)計(jì)

17、水平的不斷完善，相信我國(guó)的建筑工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)也將會(huì)邁上更高更遠(yuǎn)的臺(tái)階。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1] 李智建,石延明. 淺談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì)[J]. 科技資訊. 2009(12) </p><p>　　[2] 李文. 磚混結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)問題探討[J]. 淮南職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào). 200