建筑設(shè)計(jì)中對建筑抗震設(shè)計(jì)的研究

1、建筑設(shè)計(jì)中對建筑抗震設(shè)計(jì)的研究地殼活動是地球不可避免的自然現(xiàn)象，隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，人類對自然界的開采和挖掘的范圍越來越大，對自然環(huán)境的破壞程度不斷加深，諸多因素的綜合作用下，使得地殼活動日益頻繁，地震時有發(fā)生。在這樣的環(huán)境下，加強(qiáng)對建筑的抗震性設(shè)計(jì)，保證建筑的質(zhì)量和可抗震度，才能在地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生時將損失減到最低。一、建筑抗震設(shè)計(jì)過程中需要注意的問題地震造成人員傷亡的直接原因是地表的破壞和建筑物、工程設(shè)施的破壞與倒塌。建筑設(shè)計(jì)是否考慮抗震要求，從總體上起著直接的控制主導(dǎo)作用。因此，我們在建筑抗震設(shè)計(jì)過程中特別要注重以下幾個問題：1、建筑體型設(shè)計(jì)的相關(guān)問題建筑體型包括建筑的平面形狀和主體的空間形狀

2、的設(shè)計(jì)。震害表明，許多平面形狀復(fù)雜，如平面上的外凸和凹進(jìn)、側(cè)翼的過多伸懸、不對稱的側(cè)翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破壞。唐山地震就有不少這樣的震例。平面形狀簡單規(guī)則的建筑在地震中未出現(xiàn)較重的破壞，有的甚至保持完好無損。沿高度立體空閬形狀上的復(fù)雜和不規(guī)則在地震時都會造成震害。特別是在建筑結(jié)構(gòu)剛度發(fā)生突變的部位更易產(chǎn)生破壞。因此在建筑體型的設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡可能地使平面和空間的形狀簡潔、規(guī)則；在平面形狀上，矩形、圓形、扇形，方形等對抗震來說都是較好的體型。盡可能少做外凸和內(nèi)凹的體型，盡可能少做不對稱的側(cè)翼和過長的伸翼。在體型布置上盡可能使建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度比較均勻地分布，避免產(chǎn)生因體型不對稱導(dǎo)致質(zhì)

3、量與剛度不對稱的扭轉(zhuǎn)反應(yīng)。2、建筑平面布置設(shè)計(jì)的相關(guān)問題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置圖上明確下來。而且，由于建筑使用功能不同，每個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)隔墻等等布置不對稱，墻體與柱子分布的不對稱、不協(xié)調(diào)，使建筑物在地震時產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)地震作用，對抗震很不利。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

4、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)，帶來局部墻面的破壞。有的建筑物，如底層為商場的臨街建筑，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，也將在地震時引起扭轉(zhuǎn)地震作用，對抗震不利。還有的建筑平面布置上，經(jīng)常出現(xiàn)內(nèi)隔墻不對齊或中斷，使剛度發(fā)生突變和地震力傳遞受阻，對抗震也帶來不利，客易引起結(jié)構(gòu)的局部破壞。建筑平面布置設(shè)計(jì)對建筑抗震關(guān)系很大，從概念上要解決的一個核心問題是：建筑平

5、面布置設(shè)計(jì)上要盡可能做到使結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度分布均勻，對稱協(xié)調(diào)，避免突變，防止產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。在建筑平面布置的總體設(shè)計(jì)上要盡可能為結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件的合理布置創(chuàng)造條件，使建筑使用功能要求與建筑結(jié)構(gòu)抗震要求融合成一體，充分發(fā)揮建筑設(shè)計(jì)在建筑抗震中的作用。3、屋頂建筑的抗震設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)在高層和超高層建筑設(shè)計(jì)中，屋頂建筑是一個重要的設(shè)計(jì)部分。從近幾年對一些高層建筑抗震設(shè)計(jì)審查結(jié)果來看，屋頂建筑存在的主要問題，一是過高，二是過重。這樣的屋頂建筑加大了變形，也加大了地震作用。對屋頂建筑自身和其下的建筑物的抗震都不利。屋頂建筑的重心與下部建筑的重心不在一條線上，且前者的抗側(cè)力墻與其下樓層的抗側(cè)力墻體上下不連續(xù)時，

6、更會帶來地震的扭轉(zhuǎn)作用，對建筑物抗震更不利。為此。在屋頂建筑設(shè)計(jì)中，宜盡量降低其高度。采用高強(qiáng)輕質(zhì)的建筑材料和剛度分布比較均勻、地震作用沿結(jié)構(gòu)的傳遞比較通暢，使屋頂重心與其下部建筑物的重心盡可能一致；當(dāng)屋頂建筑較高時，要使其具有較好的抗震定性，使屋頂建筑的地震作用及其變形較小，而且不發(fā)生扭轉(zhuǎn)地震作用。4、建筑上應(yīng)滿足的設(shè)計(jì)限值控制問題根據(jù)大量震害的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，現(xiàn)行建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GBJll89)對房屋建筑在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的一些抗震要求的限值控制提出了規(guī)定。這些規(guī)定，建筑設(shè)計(jì)應(yīng)予遵守：一是房屋的建筑總高度和層數(shù)；二是對房屋抗震橫墻問題和局部墻體尺寸的限值控制。二、國外抗震建筑設(shè)計(jì)實(shí)例及先進(jìn)技術(shù)

7、1、現(xiàn)代輕型木結(jié)構(gòu)建筑輕型木結(jié)構(gòu)是北美、新西蘭以及日本等國家低層和多層住宅采用的主要結(jié)構(gòu)形式。這種類型的結(jié)構(gòu)主要是以鋼筋混凝土或砌體為基礎(chǔ)，上部結(jié)構(gòu)采用規(guī)格材和木基結(jié)構(gòu)板材以及其他工程木產(chǎn)品，其特征類似箱型結(jié)構(gòu)。上部結(jié)構(gòu)與基礎(chǔ)之間通過錨栓連接。樓屋蓋和剪力強(qiáng)墻形成結(jié)構(gòu)的主要抗側(cè)力體系。地震時，水平地震力通過橫向水平構(gòu)件即樓蓋和屋蓋傳至每層剪力墻，每層剪力墻將所受地震力相加傳至底層剪力墻并傳遞到基礎(chǔ)。為保證這條傳力途徑的安全可靠，所有的構(gòu)件必須有可靠的剛度和強(qiáng)度。對此.美國現(xiàn)代建筑規(guī)范對輕型木結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)都有詳細(xì)的設(shè)計(jì)規(guī)定。北美歷史上的幾次大地震的經(jīng)驗(yàn)表明，在滿足規(guī)范要求的前提下，輕型木結(jié)構(gòu)因

8、其自身質(zhì)量輕、強(qiáng)度高以及結(jié)構(gòu)的高次超靜定等特性，均表現(xiàn)出良好的抗震性能。2、隔震技術(shù)據(jù)有關(guān)記載，隔震概念最早由日本和合浩藏在1881年提出，而在此之前，在世界范圍內(nèi)已經(jīng)存在一些古建筑，如我國的故宮、日本的鐮倉大佛等。這些早期的隔震建筑多是采用滾木或滑石片作為隔震元件，但是歷經(jīng)多次地震仍保存完好?，F(xiàn)代意義上的隔震技術(shù)始于20世紀(jì)6070年代，一般都由隔震裝置、阻尼器以及地基微振動和風(fēng)反應(yīng)控制裝置等部分組成，必要時還設(shè)有完全保險(xiǎn)構(gòu)造，與早期的隔震系統(tǒng)相比，性能上更加可靠、功能上更加完善。在這方面，日本、美國，加拿大、法國、新西蘭等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家居于領(lǐng)先地位，并相繼建成大量隔震建筑物。這些隔震建筑中有的已經(jīng)接受了地震考驗(yàn)，都顯示了較好的隔震效果。目前，隔震技術(shù)越來越為廣大的工程人員和社會所接受?？偨Y(jié)：人類到目前為止無法準(zhǔn)確預(yù)報(bào)地震，但是我們可以通過切實(shí)可行的抗震計(jì)算和構(gòu)造構(gòu)造措施來減輕地震災(zāi)害對建筑結(jié)構(gòu)的破壞，保證人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，抗震設(shè)計(jì)規(guī)范也需與時俱進(jìn)，進(jìn)行及時的修訂和完善，如何保證建筑大震不倒，如何衡量大震下結(jié)構(gòu)抗震性能是一項(xiàng)艱巨而迫切的任務(wù)。以人為本，生命至上，建筑安全更是重中之重。這就要求建筑設(shè)計(jì)的抗震理念也要不斷發(fā)展，比如具備更高安全效益的隔震和消能減震設(shè)計(jì)