建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中基于抗震措施的分析

1、<p>　　建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中基于抗震措施的分析</p><p>　　摘要：近年來(lái)地震不斷的發(fā)，讓人們注意抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要性，超限高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用基于性能的抗震設(shè)計(jì)理念和方法是可行的，采取比標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范更加有效的抗震措施，基于保證建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量安全，同時(shí)，加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)抗震能力的設(shè)計(jì)。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；抗震措施 </p><p>

2、　　中圖分類號(hào)：TU318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　無(wú)論是對(duì)于建筑物而言還是對(duì)于工程施工而言，建筑結(jié)構(gòu)都有著重要作用，對(duì)于建筑物而言，建筑結(jié)構(gòu)承載著建筑物的成敗，同時(shí)人們生活水平和觀念的轉(zhuǎn)變對(duì)建筑結(jié)構(gòu)提出了更高的要求，不但要求建筑物的安全性還要求結(jié)構(gòu)的美觀性，在我國(guó)，對(duì)建筑物安全性影響最大的就是地震。因此，為了

3、滿足社會(huì)大眾對(duì)建筑物的要求，提高自身的建筑質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益，建筑企業(yè)都紛紛開(kāi)展建筑結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計(jì)。 </p><p>　　1.傳統(tǒng)的抗震設(shè)計(jì)方法局限性 </p><p>　　在我國(guó)抗震規(guī)范進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的建筑，其抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)是：當(dāng)遭受低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震影響時(shí)，一般不受損壞或不需要修理可繼續(xù)使用，當(dāng)遭受相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的地震影響時(shí)，可能損壞，一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用，

4、當(dāng)遭受高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度預(yù)估的罕遇地震影響時(shí)，不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞，即“小震不壞，中震可修，大震不倒”的多級(jí)設(shè)計(jì)思想，但其實(shí)質(zhì)是以保證人的生命安全為原則的一級(jí)設(shè)計(jì)理論。其設(shè)計(jì)方法采用：小震不壞采用結(jié)構(gòu)線彈性驗(yàn)算；中震可修及大震不倒，采用加強(qiáng)結(jié)構(gòu)構(gòu)造措施及薄弱層彈塑性驗(yàn)算。這樣設(shè)計(jì)的建筑物可以避免主體結(jié)構(gòu)倒塌而保證人的生命，但地震所造成的正常使用功能的喪失和巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失，很可能會(huì)大大超出社會(huì)和業(yè)主可接受的程度。縱觀現(xiàn)

5、行抗震理論和設(shè)計(jì)方法中存在的問(wèn)題，可總結(jié)如下：①對(duì)損失的控制不力，對(duì)業(yè)主的要求難以滿足；②結(jié)構(gòu)性能概念不明確，設(shè)計(jì)透明度?。虎劢Y(jié)構(gòu)性能標(biāo)準(zhǔn)缺乏靈活性；④結(jié)構(gòu)性能目標(biāo)實(shí)現(xiàn)過(guò)程的誤區(qū)。 </p><p>　　2.目前建筑結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題 </p><p><b>　　1)場(chǎng)地選擇 </b></p><p>　　在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，場(chǎng)地的選擇是

6、其中重要的一部分，所以，在建筑結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計(jì)中，建筑場(chǎng)地的選擇對(duì)建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的影響也是比較大的。在選擇建筑場(chǎng)地時(shí)，一定要對(duì)當(dāng)?shù)氐牡乩憝h(huán)境有所了解，避開(kāi)不利的地段。如果場(chǎng)地不利，會(huì)造成地表發(fā)生錯(cuò)動(dòng)或者斷裂、地基沉降、滑坡等狀況，對(duì)工程質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生一定的影響。正因如此，在選擇建筑場(chǎng)地過(guò)程中，要盡量避免在“軟弱場(chǎng)地、易液化土、狀態(tài)不均勻”等場(chǎng)地進(jìn)行建筑物的建筑。如果建筑地點(diǎn)的土壤普遍不合格，那么就需要采取一定的抗震防裂措施來(lái)提高建筑結(jié)構(gòu)的抗

7、震等級(jí)，比如可以強(qiáng)化地基，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性等，對(duì)于地基來(lái)說(shuō)可以采用樁基、強(qiáng)化基礎(chǔ)等處理措施，這樣即使不可避免地出現(xiàn)了不利場(chǎng)地，也能通過(guò)措施的應(yīng)用而得以改善。 </p><p><b>　　2)結(jié)構(gòu)體系選擇 </b></p><p>　　建筑結(jié)構(gòu)體系的選擇關(guān)系到了建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，自然也會(huì)成為抗震設(shè)計(jì)中的重要部分。首先，結(jié)構(gòu)體系要具有相對(duì)的獨(dú)立性。對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)體系的整體

8、功能發(fā)揮來(lái)說(shuō)，其應(yīng)該具有一定的整體性和聯(lián)系性，但是，對(duì)于抗震性來(lái)說(shuō)，建筑結(jié)構(gòu)體系就應(yīng)該具有相對(duì)的獨(dú)立性。主要是指結(jié)構(gòu)體系應(yīng)避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)喪失抗震能力或?qū)χ亓奢d的承載能力。因此，在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)該要確保建筑結(jié)構(gòu)具有一定的內(nèi)力分配功能，這樣如果一個(gè)構(gòu)件受到了震力的破壞，其他的構(gòu)件仍能夠正常承載，一定程度上避免了整體結(jié)構(gòu)失效可能性的出現(xiàn)。其次，合理分布震力傳遞途徑。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該重視豎向的建筑結(jié)構(gòu)要具有垂自

9、重力傳遞的作用，“樓屋蓋梁系的布置”要盡量保證從上部結(jié)構(gòu)中傳遞過(guò)來(lái)的重力荷載能夠通過(guò)轉(zhuǎn)換層進(jìn)行轉(zhuǎn)換，同時(shí)，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)要明確，盡量保證其連續(xù)性，如果結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了豎向變化則要盡量確保變化的均勻發(fā)生。最后，要具有適當(dāng)剛度和以及強(qiáng)度。 </p><p>　　3)規(guī)則布置建筑平面 </p><p>　　建筑平、立面布置應(yīng)符合抗震概念的設(shè)計(jì)原則，宜采用規(guī)則的建筑設(shè)計(jì)方案，而不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計(jì)方案。

10、因此，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計(jì)過(guò)程中，要盡量規(guī)則布置建筑平面，通常我們都比較重視建筑結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性和規(guī)則性，結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性主要是指抗側(cè)力主體結(jié)構(gòu)之間的對(duì)稱，而規(guī)則性主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面，第一，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)主軸方向剛度和變形特性相近。第二，在抗側(cè)力結(jié)構(gòu)豎向斷面均勻、構(gòu)成的變化均勻。第三，平面布置的統(tǒng)一軸向上的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)具有的剛度要均勻。第四，平面的中心和周邊結(jié)構(gòu)要相互協(xié)調(diào)，確保主體結(jié)構(gòu)有較好的“抗扭剛度”，從而提高建筑結(jié)構(gòu)抗變形的能力。 &l

11、t;/p><p>　　3.建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中主要抗震措施 </p><p><b>　　1)結(jié)構(gòu)方案布局 </b></p><p>　　結(jié)構(gòu)布置原則：結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)中盡量做到體型(平而和立而的形狀)簡(jiǎn)單，抗側(cè)力體系的剛度和承載力上下變化連續(xù)、均勻，平而布置基本對(duì)稱。即在平立面、豎向剖面或抗側(cè)力體系上，沒(méi)有明顯的、實(shí)質(zhì)的不連續(xù)(突變)。規(guī)范中雖然列出了不規(guī)

12、則的量化標(biāo)準(zhǔn)，但我們?cè)谠O(shè)計(jì)中還是應(yīng)該盡量從概念上把握。 </p><p><b>　　2)場(chǎng)地和地基 </b></p><p>　　地震造成建筑的破壞，除地震動(dòng)直接引起結(jié)構(gòu)破壞外，還有場(chǎng)地條件的原因，如：地震引起的地表錯(cuò)動(dòng)與地裂，地基土的不均與沉陷、滑坡和粉、砂土液化等。因此應(yīng)盡量選擇對(duì)抗震有利的地段，避開(kāi)斷裂、滑坡、液化等不利地段。 </p><

13、p><b>　　3)內(nèi)力的調(diào)整。 </b></p><p>　　(1)強(qiáng)柱弱梁。強(qiáng)柱弱梁指的是使框架結(jié)構(gòu)塑性鉸出現(xiàn)在梁端的設(shè)計(jì)要求。用以提高結(jié)構(gòu)的變形能力，防止在強(qiáng)烈地震作用下倒塌?！皬?qiáng)柱弱梁”不僅是手段，也是目的，其手段表現(xiàn)在對(duì)柱的設(shè)計(jì)彎矩人為放大，對(duì)梁不放大。其目的表現(xiàn)在調(diào)整后，柱的抗彎能力比之前強(qiáng)了，面梁不變。即柱的能力提高程度比梁大。這樣梁柱一起受力時(shí)，梁端可以先于柱屈服。 &

14、lt;/p><p>　　規(guī)范中對(duì)于一級(jí)框架結(jié)構(gòu)和9度的級(jí)框架是按照實(shí)際承載能力進(jìn)行調(diào)整，面對(duì)于其他的梁柱僅進(jìn)行內(nèi)力的調(diào)整，但在實(shí)際設(shè)計(jì)中往往出現(xiàn)梁配筋超過(guò)內(nèi)力所需的情況，如裂縫控制、構(gòu)造配筋、樓板鋼筋的影響等，因此要真正實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁”不能僅進(jìn)行內(nèi)力調(diào)整，更應(yīng)該復(fù)核調(diào)整后柱的承載能力是否大于梁的承載能力，梁筋超配的情況下，柱配筋也相應(yīng)調(diào)整。從汶川地震中建筑物破壞情況看，多數(shù)框架結(jié)構(gòu)破壞塑性鉸均出現(xiàn)在柱上，強(qiáng)柱弱梁很難

15、實(shí)現(xiàn)，因此我們?cè)谠O(shè)計(jì)中在滿足承載力要求的情況下應(yīng)盡量減小梁的配筋，加大柱配筋。 </p><p>　　(2)強(qiáng)剪弱彎。剪切破壞為脆性破壞，結(jié)構(gòu)若出現(xiàn)脆性破壞極易造成建筑物無(wú)征兆的突然倒塌，因此我們應(yīng)避免這種破壞。強(qiáng)剪弱彎即是通過(guò)內(nèi)力及配筋的調(diào)整，使構(gòu)件的抗剪能力強(qiáng)于抗彎能力，彎曲破壞早于剪切破壞。同強(qiáng)柱弱梁情況類似，有些情況僅進(jìn)行內(nèi)力的調(diào)整，在設(shè)計(jì)中同樣應(yīng)注意梁柱主筋超配時(shí)箍筋相應(yīng)調(diào)整，真正做到強(qiáng)剪弱彎。 <

16、;/p><p>　　(3)剪力墻內(nèi)力的調(diào)整。對(duì)于抗震等級(jí)為一級(jí)的剪力墻，底部加強(qiáng)部位以上的部位，墻肢的組合彎矩設(shè)計(jì)值及剪力設(shè)計(jì)值均乘以放大系數(shù)，彎矩放大是為保證剪力墻的塑性鉸出現(xiàn)在底部加強(qiáng)部位，剪力放大是彎矩放大的同步，為實(shí)現(xiàn)強(qiáng) </p><p><b>　　剪弱彎的要求。 </b></p><p><b>　　結(jié)語(yǔ) </b>

17、</p><p>　　經(jīng)歷過(guò)汶川地震、玉樹(shù)地震、雅安地震后，國(guó)家對(duì)民用居住建筑、商用建筑、政府辦公建筑、醫(yī)療科研建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和建造，就要更重視抗震措施這一方面，抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)成為今后建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主流和重心。此外，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要根據(jù)實(shí)地情況和自身經(jīng)驗(yàn)，加入對(duì)建筑抗震性能的研究，不斷總結(jié)創(chuàng)新建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震理念。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b&

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