淺談建筑抗震概念設(shè)計(jì)

1、<p>　　淺談建筑抗震概念設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：作為設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，建筑抗震對(duì)一個(gè)安全可靠的結(jié)構(gòu)來說是必不可少的，本文通過對(duì)建筑抗震設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)的簡單介紹，期望能為設(shè)計(jì)和施工單位提供可靠的參考。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：建筑抗震，概念設(shè)計(jì) </p><p>　　一、 地震相關(guān)概念簡介 </p><p>　　1）

2、 地震：地震又稱地動(dòng)、地振動(dòng)，是地殼快速釋放能量過程中造成振動(dòng)，期間會(huì)產(chǎn)生地震波的一種自然現(xiàn)象。全球每年發(fā)生地震約五百五十萬次。地震常常造成嚴(yán)重人員傷亡，能引起火災(zāi)、水災(zāi)、有毒氣體泄漏、細(xì)菌及放射性物質(zhì)擴(kuò)散，還可能造成海嘯、滑坡、崩塌、地裂縫等次生災(zāi)害。地震分為三大類：火山地震，誘發(fā)地震和構(gòu)造地震，目前世界上90%的地震是構(gòu)造地震。 </p><p>　　2） 震級(jí)：是指地震的大小，是以地震儀測定的每次地震活動(dòng)釋

3、放的能量多少來確定的。中國目前使用的震級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，是國際上通用的里氏分級(jí)表，共分9個(gè)等級(jí)，在實(shí)際測量中，震級(jí)則是根據(jù)地震儀對(duì)地震波所作的記錄計(jì)算出來的。地震愈大，震級(jí)的數(shù)字也愈大，震級(jí)每差一級(jí)，通過地震被釋放的能量約差32倍。由于其與震源的物理特性沒有直接的聯(lián)系，因此現(xiàn)在多用矩震級(jí)來表示。 </p><p>　　3） 烈度：地震烈度是表示地面及房屋等建筑物遭受地震影響破壞的程度。同一地震發(fā)生后，不同地區(qū)受地震影響的破

4、壞程度不同，地震烈度也不同。判斷烈度的大小，是根據(jù)人的感覺、家具及物品振動(dòng)情況、房屋及建筑物受破壞的程度，以及地面出現(xiàn)的破壞現(xiàn)象等。 </p><p>　　4） 地震基本烈度：地震基本烈度是指未來50年內(nèi)在一般場地條件下可能遭遇的超越概率為10%的地震烈度值。。 </p><p>　　二、 建筑設(shè)防目的和要求 </p><p>　　1） 設(shè)防目的：在一定經(jīng)濟(jì)條件下，

5、 最大限度地限制和減輕建筑物的地震破壞。 </p><p>　　2） 設(shè)防要求：“小震不倒，中震可修，大震不倒”---三水準(zhǔn)設(shè)防要求。 </p><p>　　3） 三水準(zhǔn)設(shè)防具體要求： </p><p>　　a） 第一水準(zhǔn)：當(dāng)遭受低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震（重現(xiàn)期約50年）影響時(shí)，一般不受損壞或不需修理可繼續(xù)使用。結(jié)構(gòu)仍處于彈性狀態(tài)，可以用彈性反應(yīng)譜進(jìn)行地震作

6、用計(jì)算，按承載力要求進(jìn)行截面設(shè)計(jì)，并控制結(jié)構(gòu)彈性變形符合要求。 </p><p>　　b） 第二水準(zhǔn)：當(dāng)遭受相當(dāng)于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的地震（重現(xiàn)期約475年）影響時(shí)，可能損壞，經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用。結(jié)構(gòu)產(chǎn)生塑性變形，依靠塑性耗能能力，使結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定得以保存下來，此時(shí)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)應(yīng)按變形要求設(shè)計(jì)。 </p><p>　　c） 第三水準(zhǔn)：當(dāng)遭受高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的預(yù)估的罕遇地震

7、（重現(xiàn)期約1600～2400年）影響時(shí)，不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞。結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性大變形狀態(tài)，此時(shí)應(yīng)考慮防倒塌設(shè)計(jì)。 </p><p>　　三、 建筑抗震的概念設(shè)計(jì) </p><p>　　1） 抗震概念設(shè)計(jì)是指一些在計(jì)算中或在規(guī)范中難以作出具體規(guī)定的問題，必須由工程師運(yùn)用“概念”進(jìn)行分析，作出判斷，以便采取相應(yīng)的措施。例如結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理的概念，力學(xué)概念以及由震害試驗(yàn)現(xiàn)象等總結(jié)提供的各種

8、宏觀和具體的經(jīng)驗(yàn)等，這些概念及經(jīng)驗(yàn)要貫穿在方案確定及結(jié)構(gòu)布置過程中，也體現(xiàn)在計(jì)算簡圖或計(jì)算結(jié)果的處理中。建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，是以現(xiàn)有科學(xué)水平和經(jīng)濟(jì)條件為前提的。 </p><p>　　2） 概念設(shè)計(jì)主要內(nèi)容： </p><p>　　a） .選擇對(duì)建筑抗震有利的場地，宜避開對(duì)建筑抗震不利的地段，不應(yīng)在危險(xiǎn)地段建造 甲、乙、丙類建筑。對(duì)于不利地段，結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)提出避開要求，當(dāng)無法避開時(shí)，應(yīng)采取

9、有 效措施，這就考慮了地震因場地條件間接引起結(jié)構(gòu)破壞的原因，諸如地基土的不均勻沉陷、 地震引起的地表錯(cuò)動(dòng)與地裂。 </p><p>　　b） .建筑的平立面布置應(yīng)符合概念設(shè)計(jì)的要求，不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的方案。不規(guī)則的 建筑，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行水平地震作用計(jì)算和內(nèi)力調(diào)整，并應(yīng)對(duì)薄弱部位采取有效的抗震 構(gòu)造措施。借鑒國際的通行做法，參考外國規(guī)范，使我們的設(shè)計(jì)更加完善合理。 </p><p>　

10、　c） .結(jié)構(gòu)材料選擇與結(jié)構(gòu)體系的確定應(yīng)符合抗震結(jié)構(gòu)的要求。采用哪一種結(jié)構(gòu)材料，什么樣的結(jié)構(gòu)體系，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件比較綜合確定。同時(shí)力求結(jié)構(gòu)的延性好、強(qiáng)度與重力比值 大、勻質(zhì)性好、正交各向同性，盡量降低房屋重心，充分發(fā)揮材料的強(qiáng)度，并提出了結(jié)構(gòu)兩個(gè)主軸方向的動(dòng)力特性（周期和振型 ）相近的抗震概念。4.盡可能設(shè)置多道抗震防線。地震有一定的持續(xù)時(shí)間，而且可能多次往復(fù)作用，根據(jù) 地震后倒塌的建筑物的分析，我們知道地震的往復(fù)作用使結(jié)構(gòu)遭到嚴(yán)重破壞

11、，而最后倒塌則是結(jié)構(gòu)因破壞而喪失了承受重力荷載的能力。適當(dāng)處理構(gòu)件的強(qiáng)弱關(guān)系，使其形成多道防線，是增加結(jié)構(gòu)抗震能力的重要措施。例如單一的框架結(jié)構(gòu)，框架就成為唯一的抗側(cè)力構(gòu)件，那么采用“強(qiáng)柱弱梁”型延性框架，在水平地震作用下，梁的屈服先于柱的屈服，就可 以做到利用梁的變形消耗地震能量，使框架柱退居到第二道防線的位置。 </p><p>　　d） 具有合理的剛度和承載力分布以及與之匹配的延性。提高結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度，往

12、往 是以提高工程造價(jià)及降低結(jié)構(gòu)延性指標(biāo)為代價(jià)的。要使建筑物在遭受強(qiáng)烈地震時(shí)，具有很強(qiáng) 的抗倒塌能力，最理想的是使結(jié)構(gòu)中的所有構(gòu)件及構(gòu)件中的所有桿件都具有較高的延性，然 而實(shí)際工程中很難做到。有選擇地提高結(jié)構(gòu)中的重要構(gòu)件以及關(guān)鍵桿作的延性是比較經(jīng)濟(jì)有 效的辦法。例如上剛下柔的框支墻結(jié)構(gòu)，應(yīng)重點(diǎn)提高轉(zhuǎn)換層以下的各層的構(gòu)件延性。對(duì)于框架和框架筒體，應(yīng)優(yōu)先提高柱的延性。在工程設(shè)計(jì)中另一種提高結(jié)構(gòu)延性的辦法是結(jié)構(gòu)承載 力無明顯降低的前提下，控制構(gòu)

13、件的破壞形態(tài)，減小受壓構(gòu)件的軸壓比（同時(shí)還應(yīng)注意適當(dāng)降低剪壓比），提高柱的延性。 </p><p>　　e） 確保結(jié)構(gòu)的整體性。各構(gòu)件之間的連接必須可靠，符合下列要求 ：1 ）構(gòu)件節(jié)點(diǎn)的承 載力不應(yīng)低于其連接構(gòu)件的承載力，當(dāng)構(gòu)件屈服、剛度退化時(shí)，節(jié)點(diǎn)應(yīng)保持承載力和剛度不變。2 ）予埋件的錨固承載力不應(yīng)低于連接件的承載力。3 ）裝配式的連接應(yīng)保證結(jié)構(gòu)的整體 性，各抗側(cè)力構(gòu)件必須有可靠的措施以確?？臻g協(xié)同工作。4）結(jié)

14、構(gòu)應(yīng)具有連續(xù)性，注重施 工質(zhì)量，避免施工不當(dāng)使結(jié)構(gòu)的連續(xù)性遭到削弱甚至破壞。 </p><p><b>　　四、 結(jié)語 </b></p><p>　　建筑抗震概念設(shè)計(jì)是根據(jù)地震災(zāi)害和工程經(jīng)驗(yàn)等所形成的基本設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)思想，進(jìn)行建筑和結(jié)構(gòu)總體布置并確定細(xì)部構(gòu)造的過程，是一種基于震害經(jīng)驗(yàn)建立的抗震基本設(shè)計(jì)原則和思想。設(shè)計(jì)人員應(yīng)在工程中應(yīng)靈活運(yùn)用概念設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出經(jīng)濟(jì)可靠的

15、建筑。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1] 鄧文旭.建筑抗震概念設(shè)計(jì)初探.山西建筑，2007，33（24）.. </p><p>　　[2] 閆曉愛.淺談建筑抗震設(shè)計(jì)的特點(diǎn).山西建筑，2010，36（22）. </p><p>　　[3] 趙麗清.建筑抗震概念設(shè)計(jì).山西建筑.20