小議房屋建筑的抗震設計方案

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隨著我國城市化進程的不斷加快，城市建設用地日趨緊張，為了緩解城市居民的居住壓力，城市規(guī)劃的過程中新建筑一般以高層建筑為主。高層建筑因其本身的結構特點，對防風和防震的要求要比普通的中低層建筑高，在設計過程中應該進行整體上的設計，以精密的結構方案和施工布置保證建筑的抗震性能，要注重建筑結構的整體完整性和連續(xù)性，使建筑能夠在地震中保持其穩(wěn)定性。高層建筑各建筑部件之間的連接是否可靠，對建筑的承載力和穩(wěn)定性起到至關重要的作用，在地震發(fā)生時，可靠的連接方式可以使地震波沿其傳導方向進行傳導，適應地震中的延展性的要求；在進行設計時，要注重建筑結構縱向和橫向的結構剛度，使房屋在建筑基礎牢固的基礎上實現(xiàn)整體的穩(wěn)定性，使建筑在地震發(fā)生之后地基沉降的情況下，能夠保持建筑的形狀。要實現(xiàn)結構部件之間的可靠連接以及整體的剛性，需要從設計過程中就有足夠的重視，對建筑進行完整而精確的力學分析。

對建筑進行抗震設計的主要設計方法

地震對建筑造成的破壞，除了地震波造成的直接破壞之外，地形地貌的改變對建筑的破壞也十分明顯，因此對建筑進行抗震設計，需要從建筑方案立項之初就要開始考慮，從建筑場地的選擇，到對建筑地形的勘察和地基的設計，以及建筑整體上的設計，都是抗震設計的重點環(huán)節(jié)。根據(jù)房屋建筑抗震設計的理念，對建筑進行抗震設計的主要方法有以下幾個方面：

1選擇適宜的建筑地點

根據(jù)地震對建筑的破壞特點，在建筑工程立項之初的選址上，就要注意建筑的抗震功能，在選址時要規(guī)避影響建筑結構抗震效果的地域，如非巖質(zhì)的柔軟沙土地，以及孤立的高聳山丘，河邊或者易發(fā)生滑坡的丘陵地帶等，無法避免在危險地帶進行建筑施工時，要加強建筑過程中的抗震設計，但是往往會提高建筑的成本，因此在選址時盡量選擇在開闊平坦的中硬度場地，建筑地點適宜可以方便建筑地基的施工，能夠提高建筑結構的穩(wěn)定性。

2建筑的外形要簡單規(guī)整

隨著抗震學術界對抗震研究的深入，抗震理論有了比較大的發(fā)展，對于建筑結構的抗震方法也有了較多的設計思路根據(jù)。對地震后的建筑進行的統(tǒng)計結果，發(fā)現(xiàn)結構簡單對稱的建筑不容易被地震波所破壞，具有較強的抗震效果，在設計時要綜合考慮當?shù)氐牡刭|(zhì)資料，研究出地震波的傳導方向，對建筑細節(jié)進行處理，采取有效的連接方式，以增強建筑結構的整體穩(wěn)定性。建筑的外形設計要盡量簡單，避免突出于表面的結構，建筑整體上的重心不能與剛度中心有較大偏移。

3注重增強建筑的整體剛性

建筑的受力部分包括縱向和橫向的承重部件，要想使建筑在地震過程中保持整體上的穩(wěn)定性，就要注重建筑整體上的剛性的增強，目前在建筑過程中所采用的鋼筋混凝土結構，就能夠較好地實現(xiàn)這樣的目的，能使建筑具有較好的整體性，以及較強的水平剛度，能夠比較均勻地傳遞載荷。增大建筑的整體剛性，建筑整體上的受力就較為均勻，可以使建筑在面對地震時，能夠有效延遲結構的屈服時間，起到教好的抗震效果。

4有效提高建筑結構延性的設計方案

在發(fā)生地震之后，采用延性設計的建筑能夠有效緩解地震造成的破壞，以局部部件的破壞來減少建筑整體受到的地震沖擊，對建筑的抗震貢獻和建筑的剛性處于同等重要的地位。在建筑的設計過程中，以塑鋼結構來完成柱的建造，使柱子的抗彎折能力遠優(yōu)于梁，是建筑的框架具有較強的耗能能力，通過一定的抗震結構的建設，提高塑性鉸的轉(zhuǎn)動能力和耗能效果，從而提高建筑整體式上的延性，減少建筑整體所承受的地震波能量。

5選擇具有抗震效果的建筑材料

建筑材料的選擇對建筑抗震效果也有一定的影響，隨著材料技術的不斷進步，具有抗震功能的新材料不斷面世，在建筑行業(yè)也受到廣大設計者的青睞，在建筑時盡量采用框架剪力墻的結構，以鋼結構為基礎進行建設，在宏觀上提高了建筑的剛性和延性，有助于提高建筑結構的穩(wěn)定性。鋼結構相比于目前采用的混凝土結構，遇有更高的強度和韌性，在重量比上也要優(yōu)于混凝土結構，具有更好的抗震性能。

對建筑設計方案的抗震性能進行檢測的方法

在建筑的設計方案確定之后，需要對設計方案進行抗震性能的檢測，以考察建筑的抗震性能是否符合所在地以及客戶的抗震需求。目前主要采用的檢測方法是能力譜法，該方法的檢測思想是對建筑方案進行彈塑性的分析，分析結果以函數(shù)的形式繪制成曲線，該函數(shù)曲線以基底所受到的剪力為自變量，以建筑頂點的位移為結果變量，考察建筑整體對地震效果的緩沖作用，這條曲線就是該設計方案的能力曲線，主要能反應出建筑的穩(wěn)定性能，根據(jù)圖譜可以直觀地對建筑的抗震性能進行評價，需要通過分析發(fā)現(xiàn)在設計結構無法滿足預期的抗震要求的情況時，需要根據(jù)檢測的結果及時對設計方案進行調(diào)整。依據(jù)能力圖譜對建筑方案進行考察時，根據(jù)設計需要的建筑抗震性能，在能力譜曲線圖中繪制出設計目標所需要的抗震曲線，對比建筑的能力譜進行分析。若方案的能力曲線與目標曲線之間沒有交點，則證明該方案不能滿足設計目標的抗震需求，方案中的建筑結構需要進行一定的處理，或者需要重新進行建筑方案的設計；若建筑的能力曲線與目標曲線存在交點，要考察交點出的坐標情況，考察設計方案中的建筑對地震等級的響應情況，能夠清晰地表現(xiàn)出建筑結構的抗震能力，以及建筑在受到地震的影響時的響應情況，考察建筑中各部件的情況，如塑性鉸的分布是否滿足需要，剛性結構的整體抗震能力是否達標等。

結束語

近年來世界范圍內(nèi)地質(zhì)災害頻發(fā)，廣大的建筑設計者與抗震學術界之間，不斷進行著廣泛而深刻的合作，取得了比較明顯的成果，不少先進的研究成果仍然缺乏實際運用。廣大的建筑設計者在進行設計時，要考慮到建筑的抗震功能，從建筑的選址到建筑結構的定型，對建筑進行詳細的力學分析，以位移的考慮方法解決建筑在地震中構件變形的問題，利用新型的抗震建材，采用先進的施工工藝，不斷提高建筑的抗震功能。（本文作者：朱海濤 單位：中牟縣建設局設計室）