王瑩

摘要：地震本身的不確定性，人們無法采取有效的預(yù)防措施，只能通過加強(qiáng)建筑物的抗震性能來減少地震對建筑物的破壞。建筑結(jié)構(gòu)工程抗震設(shè)計(jì)過程中，要綜合運(yùn)用各種知識，需要考慮建筑工程的使用功能、場地類別、地基基礎(chǔ)類型、建筑高度、結(jié)構(gòu)材料和施工工藝等，同時(shí)還要考慮結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)保障等，選擇最優(yōu)化的建筑體系，從而提高建筑工程的抗震能力。本文闡述了建筑結(jié)構(gòu)工程抗震設(shè)計(jì)的要求，對建筑結(jié)構(gòu)工程抗震設(shè)計(jì)的作用及其設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu)工程；抗震設(shè)計(jì)；要求；作用；設(shè)計(jì)要點(diǎn)

一、建筑結(jié)構(gòu)工程抗震設(shè)計(jì)的要求

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2010）對建筑的抗震設(shè)防提出“三水準(zhǔn)、兩階段”的要求，“三水準(zhǔn)”即“小震不壞，中震可修，大震不倒”。當(dāng)遭遇第一設(shè)防烈度地震即低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震時(shí)，結(jié)構(gòu)處于彈性變形階段，建筑物處于正常使用狀態(tài)。建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用。因此，要求建筑結(jié)構(gòu)滿足多遇地震作用下的承載力極限狀態(tài)驗(yàn)算，要求建筑的彈性變形不超過規(guī)定的彈性變形限值。當(dāng)遭遇第二設(shè)防烈度地震即相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的基本烈度地震時(shí)，結(jié)構(gòu)屈服進(jìn)入非彈性變形階段，建筑物可能出現(xiàn)一定程度的破壞，但經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用。

二、建筑結(jié)構(gòu)工程抗震設(shè)計(jì)的作用

1.抗震設(shè)計(jì)可以保證建筑的剛度。合理地設(shè)計(jì)和確定建筑物的剛度非常重要，已有的鋼筋混凝土之上使用“鋼結(jié)構(gòu)”對其進(jìn)行進(jìn)一步加層加固。加固分為兩種情況：（1）如果所需要進(jìn)行加層的建筑工程的體系是鋼結(jié)構(gòu)，而國家規(guī)定：上部是鋼結(jié)構(gòu)、下部是鋼筋混凝土兩種不同的體系結(jié)構(gòu)是不符合抗震規(guī)范的。（2）假設(shè)屋蓋的部分是采用鋼結(jié)構(gòu)，而鋼筋混凝土仍然是作為整個(gè)建筑工程的抗側(cè)力的主要體系，則必須根據(jù)相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。

2.抗震設(shè)計(jì)應(yīng)用可以降低地震對建筑的影響。被工程界認(rèn)可的一個(gè)辦法是在建筑基礎(chǔ)與建筑的主體部分之間加設(shè)一個(gè)隔震層，有的設(shè)計(jì)師在建筑物的頂端部分加設(shè)一個(gè)“反擺”。此反擺的作用是能夠在地震時(shí)使建筑物的位移方向相反，降低了加速度，降低地震的作用。根據(jù)相關(guān)研究分析，如果對“反擺”設(shè)置合理，那么對降低地震影響的概率可達(dá)65%。

3.抗震設(shè)計(jì)可以提高建筑工程的抗震能力。出于對建筑工程抗震功能的保證，筆者認(rèn)為要做好以下幾點(diǎn)：（1）在建筑工程中要考慮地基的穩(wěn)定性因素，挑選對抗震有益的地基，防止地基變形影響抗震功能；（2）同一建筑工程單元要設(shè)計(jì)在性質(zhì)一樣的地基上，要把地基最大潛力融入建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有利于發(fā)揮地基的抗震功能；（3）建筑工程盡量做到規(guī)則、對稱，以降低地震作用導(dǎo)致的建筑變形度以及避免地震作用力集中導(dǎo)致建筑扭曲的狀況發(fā)生；（4）建筑的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中要多加幾道抵抗防線，以提高建筑工程的抗震力，同時(shí)建筑工程受力設(shè)計(jì)要明確，防止存在建筑工程局部薄弱；（5）最大程度的減少建筑工程自身重量，從而減小建筑對地基的壓力，達(dá)到緩解地震沖擊作用對建筑體的影響力。

三、建筑結(jié)構(gòu)工程的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

1.建筑工程材料的質(zhì)量控制。建筑工程抗震性能除了會(huì)受到建筑工程體系、抗震防線及建筑施工方案等因素的影響之外，在多數(shù)情況下還對建筑的施工材料產(chǎn)生極大地影響。通常，建筑材料強(qiáng)度、建筑材料剛度對建筑工程的抗震性能會(huì)產(chǎn)生很大的影響，而且還會(huì)受到來自建筑材料連續(xù)性及建筑材料均衡性的影響。所以在選取建筑工程材料過程中，一定要對建筑施工材料的延伸性和剛度進(jìn)行仔細(xì)、認(rèn)真考查，并且同時(shí)最大限度與建筑工程體系相符合建筑施工材料能得到確保。

2.選擇合適的建筑結(jié)構(gòu)工程體系。保證建筑物的整體協(xié)調(diào)，最為重要的就是要選擇適合的建筑工程體系，因此在進(jìn)行建筑工程抗震概念設(shè)計(jì)過程中，一定要讓所設(shè)計(jì)的建筑物的結(jié)構(gòu)體系同時(shí)滿足這兩大條件：第一穩(wěn)定；第二合適。對于一個(gè)科學(xué)合理的建筑工程體系而言啟不僅可以有效滿足變形的要求，同時(shí)還可以有效抵抗沖擊力的要求。建筑物要具備一定的剛度這樣才能對自身的荷載起到一定的承受作用從而有效避免變形的出現(xiàn)此外在發(fā)生地震時(shí)才有可能對巨大的地震力起到有效緩沖作用而達(dá)到有效避免局部受損的良好效果。因此在選擇建筑物結(jié)構(gòu)體系時(shí)，既要注意建筑物傳力途徑的明確性，同時(shí)又要注意受力計(jì)算的明確性，盡可能在建筑工程體系中不使用轉(zhuǎn)換層。

3.提高抗震設(shè)計(jì)等級。研究表明，以地震災(zāi)害分析50年為一個(gè)分析周期，而小震的重現(xiàn)世間為50年，小震災(zāi)害已經(jīng)超過抗震設(shè)計(jì)安全烈度的概率為62%；中型地震的重現(xiàn)世間為475年，中震災(zāi)害已經(jīng)超過抗震設(shè)計(jì)安全烈度的概率為10%；大型地震的重現(xiàn)世間為2000年，大震災(zāi)害已經(jīng)超過抗震設(shè)計(jì)安全烈度的概率為2%。因此，一些建筑工程設(shè)計(jì)專家指出，我國地震多發(fā)地帶應(yīng)該及時(shí)提高建筑工程的抗震等級，嚴(yán)格控制建筑工程的抗震設(shè)計(jì)，確保建筑工程的抗震穩(wěn)定性。

4.建筑形體及構(gòu)件布置的規(guī)則性。主要類型有：扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、凹凸不規(guī)則、樓板局部不連續(xù)，具體可以體現(xiàn)到對結(jié)構(gòu)分析軟件的計(jì)算結(jié)果的分析判斷，如扭轉(zhuǎn)不規(guī)則，體現(xiàn)在：位移比不宜大于1.2且不應(yīng)大于1.5，周期比對于A級高度建筑不應(yīng)大于0.90豎向剛度不規(guī)則的主要類型有：側(cè)向剛度不規(guī)則、抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)、樓層承載力突變等，如側(cè)向剛度不規(guī)則就要求本層的側(cè)向剛度不小于相鄰上一層的70。及其上相鄰三個(gè)樓層側(cè)向剛度平均值的80。等。如設(shè)計(jì)結(jié)果不滿足，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對模型重新進(jìn)行分析，調(diào)整梁柱布置及截而，盡量做到使結(jié)構(gòu)規(guī)則。如確實(shí)滿足不了，則應(yīng)對薄弱部位進(jìn)行重點(diǎn)加強(qiáng)。如平而規(guī)則而豎向不規(guī)則的建筑，剛度小的樓層的地震剪力，規(guī)范要求乘以不小于1.15的增大系數(shù)。

5.軸壓比和短柱設(shè)計(jì)。在建筑工程抗震設(shè)計(jì)中，需要減小柱的軸壓比，增大柱的截面尺寸。減小柱軸壓比的主要目的是為了使柱子處于大偏心受壓狀態(tài)，避免縱向受力鋼筋未達(dá)到受拉屈服而混凝土卻被壓碎的情況發(fā)生。由于柱的剛性強(qiáng)度比較高，使得整體結(jié)構(gòu)的延性就差，當(dāng)發(fā)生地震災(zāi)害時(shí)，結(jié)構(gòu)吸收地震能量和耗散能量就少，使得結(jié)構(gòu)很容易發(fā)生破壞。所以在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，通常采用強(qiáng)柱弱梁設(shè)計(jì)方法，且梁具有很好的延性，可以發(fā)生適量的變形，就會(huì)減少柱子進(jìn)入屈服強(qiáng)度的可能性，且在設(shè)計(jì)時(shí)可以適當(dāng)增大軸壓比。

6.重點(diǎn)部位重點(diǎn)設(shè)防。對于重要的環(huán)節(jié)可以人為的對其加強(qiáng)，如煤礦建筑井口房設(shè)計(jì)中，驅(qū)動(dòng)設(shè)置在井口房樓板上的情況，該區(qū)域振動(dòng)大、拉力大，并且與煤礦生產(chǎn)息息相關(guān)，設(shè)計(jì)中應(yīng)重點(diǎn)加強(qiáng)。另外，破壞后容易引起大面積倒塌的構(gòu)件，也應(yīng)作加強(qiáng)處理。

四、結(jié)束語

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類對資源的過度利用，自然災(zāi)害變得越來越多，在面對地震這樣的自然災(zāi)害時(shí)，人類無法控制只能夠進(jìn)行力所能及的防護(hù)，因此必須加強(qiáng)建筑工程設(shè)計(jì)的抗震設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)：

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[2]宋海燕 談抗震設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].山西建筑，2013.

（作者單位：邯鄲市瑞達(dá)工程設(shè)計(jì)有限公司）