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　　摘要：在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，抗震設(shè)計是設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)。為了抗御和減輕地震災害,在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計時合理的設(shè)計要求進行設(shè)計是其首要前提。本文就抗震設(shè)計中的相關(guān)要點進行了闡述。

　　關(guān)鍵詞：抗震,結(jié)構(gòu)設(shè)計,加固

　　一、抗震設(shè)計的常見問題

　　1、建筑體形

　　由于建筑地形的限制,或為了形成街景,業(yè)主常要求設(shè)計單位在建筑體形上賦予變化,以求美化。主要表現(xiàn)在:（1）、建筑平面因地勢需要設(shè)計轉(zhuǎn)折;（2）、結(jié)構(gòu)平面凹凸不規(guī)則,有的凸出或凹進的尺寸大于相應尺寸的30%;（3）、上部砌體總層數(shù)不一致,有的層面差達到兩層甚至以上;（4）、樓板局部不連續(xù)或剛度突變,出現(xiàn)樓板錯層,或樓板開洞率太大,有效樓板面積不足結(jié)構(gòu)典型平面的50%;（5）、為了滿足下部大空間的利用,下部框架投影面積大大超過上部磚房面積,質(zhì)量出現(xiàn)較大偏心,使結(jié)構(gòu)出現(xiàn)較大的不規(guī)則扭轉(zhuǎn);（6）、樓層之間大剛度和承載力變化明顯,變化率超過20%～30%以上。

　　2、框架結(jié)構(gòu)

　　框架的設(shè)計問題出現(xiàn)的形式多樣:（1）框架柱網(wǎng)不規(guī)則,開間不均勻;底部框架梁跨度太大,曾出現(xiàn)9m的跨度,必然導致“強梁弱柱”;(2)框架梁柱截面偏小,表現(xiàn)為“剪壓比”和“軸壓比”超標;（3）梁、柱的縱向配筋率和體積配筋率小于抗震要求;（4）起轉(zhuǎn)換作用的樓面的次梁設(shè)置不合理,有的偏少,有的不便于施工。

　　3、抗震墻

　　底框結(jié)構(gòu)沒有按要求設(shè)置抗震墻，追求經(jīng)濟效益,減少抗震墻數(shù)量；強調(diào)空間功能分布,抗震墻分布不對稱、不均勻；有的工程抗震墻布置過多,使薄弱層上移,由于多層砌體房屋結(jié)構(gòu)變形、耗能能力差,地震時破壞往往更加嚴重；剪力墻沒有注明抗震等級。

　　二、建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法要點

　　我國所頒布的《抗震規(guī)范》提出了兩階段設(shè)計方法，以實現(xiàn)上述3個烈度水準的抗震設(shè)防要求。第一階段的設(shè)計方案，必須要符合抗震設(shè)計原則，同時根據(jù)與基本烈度相對應的眾值烈度（相當于小震）的地震動參數(shù)，通過采用彈性反應譜法求得結(jié)構(gòu)在彈性狀態(tài)下的地震作用標準值和相應的地震作用效應，接著與其他荷載效應按一定的組合系數(shù)進行組合，同時對結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面，進行具有針對性的承載力驗算，如果建筑物較高，還必須要進行變形驗算，以保證其側(cè)向變形不要過大。這樣，一方面滿足了第一水準下必要的承載力可靠度，同時也滿足第二水準的設(shè)防要求（損壞可修）。當然，最后還必須通過概念設(shè)計和構(gòu)造措施來滿足第三水準的設(shè)防要求。對于非地震高發(fā)區(qū)的大多數(shù)建筑結(jié)構(gòu)而言，只進行第一階段的設(shè)計已經(jīng)足夠了，但根據(jù)建筑的特點和地區(qū)的特征，少部分結(jié)構(gòu)諸如有特殊要求的建筑和地震時易倒塌的結(jié)構(gòu)，還必須要進行第二階段的設(shè)計，也就是按與基本烈度相對應的罕遇烈度（相當于大震）驗算結(jié)構(gòu)的彈塑性層間變形是否滿足規(guī)范要求（不發(fā)生倒塌）。如果發(fā)現(xiàn)有變形過大的薄弱層，那應該積極修改設(shè)計，或者可以采取相應的構(gòu)造措施，以滿足第三水準的設(shè)防要求，也就是大震不倒。

　　三、結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置

　　1、結(jié)構(gòu)材料的選擇

　　選擇哪一種材料對建筑的結(jié)構(gòu)抗震有著直接的影響，所以材料的選擇應該與建筑的方案設(shè)計同步，在研究建筑形式的同時著手進行研究。同時還應該要確定采用什么樣的結(jié)構(gòu)體系。這樣做的目的，主要是為了能夠根據(jù)工程的各方面條件，選擇既符合抗震要求又經(jīng)濟實用的結(jié)構(gòu)類型。結(jié)構(gòu)選型是較為復雜的一項工作，在選擇時必須要考慮建筑的重要性、設(shè)防烈度、房屋高度、場地、地基、基礎(chǔ)、材料和施工等因素，再加上經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟條件比較后再確定。

　　如果我們單從抗震角度考慮，好的結(jié)構(gòu)型式，應具備以下特點：1）延性系數(shù)高；2）“強度／重力”比值大；3）勻質(zhì)性好；4）正交各向同性；5）構(gòu)件的連接具有整體性、連續(xù)性和較好的延性，并能發(fā)揮材料的全部強度。

　　如果只從數(shù)據(jù)上看，按照上述標準來衡量，常見建筑結(jié)構(gòu)類型，理論上的抗震性能優(yōu)劣順序是：（1）鋼結(jié)構(gòu)；（2）型鋼混凝土結(jié)構(gòu)；（3）混凝土一鋼混合結(jié)構(gòu)；（4）現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)；（5）預應力混凝土結(jié)構(gòu)等。

　　當然，在這里必須要強調(diào)的是，我們說的抗震最好的鋼結(jié)構(gòu)，其優(yōu)越性是相對性的，從優(yōu)點看，其延性，連接較好，具有可靠的節(jié)點，同時擁有在低周往復荷載下有飽滿穩(wěn)定的滯回曲線，從實際的經(jīng)驗看，鋼結(jié)構(gòu)建筑的表現(xiàn)都不錯。

　　2、抗震結(jié)構(gòu)體系的確定

　　不同的結(jié)構(gòu)體系，在抗震性能、使用效果和經(jīng)濟指標等方面的效果是不同的。因此，確定適合的抗震結(jié)構(gòu)體系至關(guān)重要。（1）必須具備明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑；（2）形成多道抗震防線，避免因部分結(jié)構(gòu)或構(gòu)件破壞而導致整個體系喪失抗震能力或?qū)χ亓Φ某休d能力；（3）必須具備必要的強度以及良好的變形能力和耗能能力；（4）應該具有合理的剛度和強度分布，避免因局部削弱或突變形成薄弱部位，產(chǎn)生過大的應力集中或塑性變形集中；對可能出現(xiàn)的薄弱部位，應采取措施提高抗震能力。

　　總之，在選擇確定建筑的結(jié)構(gòu)體系時，建筑物剛度與場地條件的關(guān)系是必須要考慮的。如果建筑物自振周期與地基土的卓越周期接近一致，那就說明建筑可能會產(chǎn)生共振，進而加重建筑物損害。當然，在選擇結(jié)構(gòu)體系時，還應該要注意選擇合理的基礎(chǔ)形式�；�礎(chǔ)應該有足夠的埋深，如果是多層房屋，就應該設(shè)置地下室。根據(jù)實踐調(diào)查，設(shè)置地下室的房屋，可以減輕整個結(jié)構(gòu)的震害。至于那些地基軟弱的，就應該考慮選用樁基、筏板基礎(chǔ)或箱形基礎(chǔ)。而針對巖層高低起伏不均勻的情況，則可以考慮選擇樁基，樁基可以穿入非液化土層，使建筑結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固。如果建筑物層數(shù)不多、地基條件又較好時，也可以采用單獨基礎(chǔ)或十字交叉帶形基礎(chǔ)等。

　　3、結(jié)構(gòu)布置的一般原則

　�。�1）平面布置力求對稱通常情況下，對稱結(jié)構(gòu)在地面平動作用下只會發(fā)生平移振動，各構(gòu)件的側(cè)移量相等，這樣就使得水平地震作用按構(gòu)件剛度分配，所以各構(gòu)件受力比較均勻，不會導致力的分布失衡。如果是非對稱結(jié)構(gòu)，剛心會偏在一邊，質(zhì)心與剛心不重合，即便只是發(fā)生地面平動也可能出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)振動。最終會導致遠離剛心的構(gòu)件，側(cè)移量大，承擔過度的水平地震剪力。這就很容易發(fā)生嚴重破壞，甚至可能會導致整個結(jié)構(gòu)因一側(cè)構(gòu)件失效而倒塌。

　�。�2）豎向布置力求均勻結(jié)構(gòu)豎向布置均勻，可以最大限度的使其豎向剛度、強度變化均勻，這樣可以有效的避免出現(xiàn)薄弱層。從建筑結(jié)構(gòu)的特點看，臨街的建筑物，往往會因為商業(yè)的需要，底部幾層有大空間的設(shè)置。非臨街的建筑物，底部也可能門廳、餐廳或停車場，而出現(xiàn)大空間。在這種結(jié)構(gòu)中，上部的鋼筋混凝土抗震墻或豎向支撐或砌體墻體到此被中止，而下部須采取框架體系。地震經(jīng)驗指出，這種體系很不利于抗震。因此，在實際的抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應該要保持結(jié)構(gòu)豎向布置的均勻。也就是說，同一樓層的框架柱，必須要具有大致相同的剛度、強度和延性，以此避免地震時，因受力大小懸殊而被各個擊破的危險。

　　四、結(jié)束語

　　地震是一種很難以預測的嚴重自然災害，但是為了可以避免它給人們的生活造成巨大災難，在建筑中，工程的設(shè)計人員就必須在建筑工程的設(shè)計方面，從宏觀的整體觀念出發(fā)。在抗震設(shè)計的建筑工程里，它是―個完整系統(tǒng)的工程，從建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計里，它要貫穿于整個抗震設(shè)計，是一個過程。所以。我們在建筑設(shè)計中，要從可靠安全性和功能技術(shù)方面等內(nèi)容考慮，要設(shè)計建造出具有更加完整，安全系數(shù)高以及更加優(yōu)質(zhì)美觀的建筑，避免地震災害給人類造成災難和損失。

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