淺析建筑結構中的抗震設計

1、    淺析建筑結構中的抗震設計    毛屹峰 摘要:近年來，全球頻繁發(fā)生重大災難性的地震，如：我國四川省汶川縣大地震、青海玉樹縣地震以及國外海地大地震等。這些地震的發(fā)生，給國家?guī)砹藝乐氐慕洕鷵p失和人員的重大傷亡。其實，地震是可以預測到的災害，那么造成這種嚴重后果的不單單是地震本身，而是在地震過程中，建筑物的破壞導致人員的傷亡和經濟損失。那么對建筑物如何實行抗震措施，提高建筑結構承受地震力的作用，是我們需要迫切研究的問題。關鍵詞：建筑結構；抗震措施；全過程分析中圖分類號：tu973+.31文獻標識碼：a 文章編號：前言：在我國，建筑結構中的抗震設計是系

2、統(tǒng)、全面的過程，它覆蓋了建筑物從開始選址到建筑的設計、再到抗震設計的所有階段，以抗震的思想結合多種抗震措施實現最終抗震的目標。一、 全過程的抗震設計1、 建筑物場地的選址.建筑物場地的選址是進行抗震分析的第一步。在選址時,應根據工程自身的特點及工程的需要結合工程地質勘查資料和相關地震活動的情況進行綜合分析，不同的場地，應對天然地基的承載力進行分析，掌握不同土質、土層的相關指標特征。如：土層為軟土層，則應對其震陷、震動液化可能性和其他特點進行分析，在施工中，還可根據土層自身的優(yōu)缺點采取相應的措施進行基礎處理，保證地基基礎滿足建筑物的承載力以及抗震的需要。此外，在有地震斷裂的范圍內構件建筑物時，一

3、定要根據其已發(fā)生過地震的烈度、時間和土地的厚度來進行避讓處理或進行特殊處理。在進行基礎設計時，還應符合幾個原則，首先對于同一個結構單元的建筑基礎應盡量設在在同一性質的地基上。其次同一結構單元的建筑物必須使用同種地基基礎形式。第三是地基的液化、軟弱粘性土、新近填土，在進行建筑結構設計中應充分估計地基不均勻沉降和其他不利影響，并采取相應的措施。2、 建筑平面和立面位置應有利于抗震在對建筑結構抗震設計方案進行選擇時應按照有“規(guī)則性”的原則，影響建筑結構抗震的因素很多，其中建筑平面和立面的位置是其中一個很重要的因素。（1）按照概念設計的思想，建筑結構應保持“規(guī)則性”的原則，建筑的平立面剛度和質量分布力

4、求對稱，如果不按對稱性原則，使建筑的剛度和質量分布不對稱，就會造成扭轉振動，從而造成比較嚴重的后果。所以，整個建筑或建筑單元應力求保證建筑的剛度和質量的對稱，盡量使剛度和質量的偏心達到最小的效果。（2）建筑的質量和剛度變化要保持均勻。建筑的質量和剛度在豎向分布上往往呈現不均勻的現象，那么，在發(fā)生地震時，地震對建筑結構的上部和下部的作用力不同，使收進處的凹角內部產生應力集中。因此，在進行設計時，應采取相應的措施對這種情況進行控制。（3）建筑的外形要簡單規(guī)則。外形簡單規(guī)則的建筑結構，內部構造簡單、受力明確，在設計時，容易分析發(fā)生地震時產生的反應及內力分析。所以，這類建筑在遭受地震危害時，產生的損害

5、程度相對比較小。相反，外形復雜不規(guī)則的建筑結構，在發(fā)生地震時，易發(fā)生應力集中和變形集中的情況，形成薄弱環(huán)節(jié)，造成比較嚴重的后果。3、 抗震結構體系如何正確選擇抗震結構體系選擇的正確與否是決定建筑結構抗震性能高低的主要因素，體系結構的選擇應充分考慮這些主要因素并結合工程自身的特點、施工技術和經濟條件，對于準確的計算簡圖和合理的地震傳遞途徑也是必備的條件，在具備以上重要的因素之外還應盡量滿足以下幾種要求：（1）在材料的選擇上，要盡量降低本身的自重。（2）剛度和強度分布的合理性建筑結構的剛度和強度應盡量均勻合理分布，以防止產生局部削弱和突變而形成薄弱環(huán)節(jié)，造成局部破損導致整體的破壞。其次，在抗震結構

6、體系中，還應重點考慮整個建筑結構和連接部位的延性。4、 多道抗震防線的設置一個好的建筑結構體系應由多個延性較好的構件或結構通過連接成為一個可以共同工作的整體，以避免部分構件損害導致整個結構體系的破壞。一般情況下，框架抗震墻結構中第一道抗震防線的設計，應選擇不負擔重力荷載的豎向支撐或填充墻，或者軸壓比不太長的構件，在發(fā)生地震時，抗震墻首先遭到破壞，剛度逐漸有所降低而部分退出工作并吸收了一部分地震的能量后，就進入到由框架組成的第二道防線。5、 在抗震計算中的延性的重要性延性控制有兩個方面的要求：一是所研究的部件在預定部位達到屈服強度時的變形量。二是變形量逐漸增大到預期值時，構件是否還具備應由的承載

7、力，為了在建筑結構設計中，保證構件的延性，避免因為延性的不足而導致構件的破壞，可按規(guī)定設置鋼筋混凝土圈梁和構造柱，或者采用配筋砌體和組合砌體柱的方案，在使用鋼筋混凝土結構中合理的進行鋼筋配置和尺寸的選擇，避免混凝土的受壓破壞在鋼筋達到屈服之前，以致于出現局部或整個構件的失穩(wěn)的情況。二 、建筑結構在抗震中的控制設計1、 機構控制框架和抗震墻結構在倒塌時具有多種特征，在對某種特征進行分析的基礎上控制破壞機構，使在發(fā)生破壞機構形式時，建筑物或構件達到充分發(fā)揮延性的作用并且擁有足夠的剛度。要想實現這兩種目標，采取的方法是在特定的位置設置一定數量的人工塑性鉸。提高塑性鉸的要求并對重點區(qū)域進行及時控制，使

8、得在發(fā)生強地震時形成最佳耗能機構，在多層和高層的建筑結構中，如何確定人工鉸的構造、數量、布置順序是方案實施的關鍵步驟。2、 梁的延性設計延性和耗能對建筑的抗震能力有很大的影響，利用這一特點我們在梁內設置直腰筋和交叉鋼筋，會提高梁端抗震性能，特別在剪跨比小的梁中，延性和耗能都有一定程度的提高。比如：連梁剪跨比為5時，延性和耗能比較好，連梁梁端相對豎向位移的延性系數在8以上，當連梁跨高比降為1時，延性系數降為5，導致耗能很小，最后形成彎剪破壞?？拐饓Φ膭傂赃B梁，跨高比一般為1左右，要使其在彈性階段正常工作，則需要采取一定的措施。措施一是梁高的一半處的中性平面上留一條水平縫，在縫的上下兩側位置埋設鋼

9、板，鋼板上留有螺栓孔，最后用高強螺栓將其連接而成。在發(fā)生豎載、風載和小震下，在高強螺栓的作用下，不僅使連梁的剛度不變，還保證了再彈性階段內進行工作，在發(fā)生強地震時，兩版之間相對滑動，并使跨高比為1 的連梁變成兩根跨高比為2的小梁共同工作。3、 新型復合材料結點僅靠增加箍筋來提高結構的抗震性能的效果不顯著，還會給工人施工帶來許多困難，那么，建筑業(yè)的學者們開始把研究的方向指向了新型結點，以鋼纖維砼和勁性砼梁柱節(jié)點效果較好。這種結點的優(yōu)點是使勁性鋼材或鋼纖維與砼共同工作，大大的改善了節(jié)點區(qū)砼的受力性能，使延性和耗能也有顯著的提高。三、 結論資料統(tǒng)計，全球每年發(fā)生約500萬次地震，而我國占高達1/3的比例，可以看出我國是地震發(fā)生比較頻繁的國家，地震的發(fā)生造成了人民大眾生命財產的損失，也嚴重制約了我國經濟的發(fā)展。通過多次發(fā)生的地震災害表明,建筑物的破壞是城市地震災害中最主要的形式，所以，在我國無論是普通民眾還是建筑行業(yè)的專業(yè)人士對建筑結構的抗震防震性能也越來越重視，我國逐漸開始對建筑物從選址到建筑抗震設計的全過程進行抗震分析和控制，并且結合實際的工程特點和施工方法進行抗震的研究，并取得了很大的研究成果，對于建筑結構中的抗震設計是我國建筑結構設計的一項重要工作，對它的研究對我國具有重大意義。參考文獻：1