浅议建筑结构抗震的设计分析

规划设计
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浅 议建筑 结构 抗震的设计分析
钟 志 刚
（ 黑龙江东城 建筑设计有 限公 司鸡 西分公 司 ）
４ 、提 高 结 构 的延 性 【 摘 要】 根 据作者 多年经验 ，下文结 坏过程、破坏模式等无法预期 ，应 当变被 动 合建筑结构本 身的性质和地震的特点 ，结构 设计为主动设计，即将结构物 的功 能作 为起 延 性对 抗震 来 说是 极为 重要 的一 个性 抗震设计是 由于概 念设 计、计算设计和构造 点 和 控 制 的 目标 ， 反 过 来 对 结 构 物 提 出各 种 质 。结构 的延性可定义为结构在承载力无 明 措 施 等 阐述 ， 并 强调 概 念 设 计 是 对 抗 震 设 计 要 求 ，从 而 克 服 盲 目性 ， 提 高 设 计 的 自觉 性 。 显 降 低 的 前 提 下 发 生 非 弹 性 变 形 的 能 力 。结
的宏观控制 ，进 而分析 了概念设计的一些 问
题。
因此 ， 结 构 抗 震 设 计 本 身 就 是 概 念 设 计 的具 构的延性反映 了结构的变形能力 ，是防止建
体表现 ，但 同时它又不仅仅只是概念设计 ， 构造 ，即是概 念设计、计算设计与构造措施 的融 合 。 二 、概念设计 的内容 造成建筑物震 害的原因是多方面的 ，针 对 各 方 面 的原 因 ，概 念 设 计 主 要 包 括 以 下 几 个 方 面 的 内容 。 ｌ 、注 意 选 择 有 利 场 地 选 择 工 程 场 地 时 ，首 先 应 进 行 详 细 的 勘 察，搞清楚地形 、地质 、地貌 以及地 下的情 况，挑选对建筑物抗震有利 的地段 ，一般 指 位 于 开 阔 平 坦 地 带 的 坚 硬 场 地 土 或 密 实 均 匀 中 硬 场 地 土 ， 在 此 类 场 地 上 建 造 的建 筑 物 一 般 不 会 发 生 由于 地 基 失 效 而 导 致 的震 害 。对 建 筑 抗 震 不 利 的 地 段 ，一 般 是 指 软 弱 土 、 易 液 化 土 、 旧 河 道 、 断 层 破 碎 带 、 暗 埋 塘 浜 沟 谷 或 半 挖 半填 地 基 等 ， 以 及 在 平 面 分 布 上 成 因、岩 性、状 态明显不均匀的地段 ；就地形 而 言 ， 一般 是 指 条状 突 出 的 山嘴 、 孤 立 的 山 包和 山梁 的顶 部、高差较大的台地边缘、非 岩 质 的 陡坡 、河 岸 和 边 坡 的 边 缘 。 选 择 时 应 尽 可 能 避 开 这 类 地 段 ，任 何 情 况 下 都 不 得 在 抗震危 险地段上建造可 能引起 人员伤亡或较 大经济损 失的建筑物 ，因为 由于场 地因素引 起 的震 害 往 往 特 别 严 重 ，而 且 有些 情 况 仅 仅 依靠工程措施来弥补是很 困难 的。 ２ 、合理选用建筑体型和结构布置 建 筑 结 构 的 动 力 性 能 主 要 取 决 于 建筑 物 的建筑体型和结构布置 。 建筑体型 简单合 理， 结构布置符合抗震原则 ，就能从根本 上保证 房屋 良好的抗震性能 。实践表 明，简单 、规 则、对 称的建筑物抗震能力较强 ，容 易准确 计 算其 地 震 反 应 ， 可 以保 证 地 震 作 用 具 有 明 确 直 接 的 传递 途 径 ， 容 易 采 取 抗 震 构 造 措 施 和 进 行 细 部处 理 ，在 地 震 时 不 易 被 破 坏 ；反 之 ，如果房屋体形 不规 则，平面上凸出凹进， 立 面 上 高低 错 落 ， 在 地震 时 就容 易 产 生 震 害 。 ３ 、采用合理 的抗震 结构体 系 抗震结构体系是 结构抗 震设计 中应考虑 的关键 问题 ，抗震规范对建筑 结构体系有明 确 的规 定 ：结 构 体 系 应 具 有 明确 的 计 算 简 图 和 合 理 的地 震 作 用 传 递 途 径 。 目前 主 要应 用 的 结 构 体 系 按 结 构 材 料 分 类 有 砌 体 结 构 、钢 结 构 、 钢 筋 混 凝 土 结 构 、钢 ． 混凝土结构等 ； 按结构形式分类有框架结构 、剪力墙 结构 、 框架剪力墙结构、简体结构等 。结构体系 的 合理与否受到抗震设防烈度 、建筑高度 、场 地 条件以及建筑 材料、施工条件 、经济条件 等诸 多方面因素的影响，是一个综合 的技术 经 济问题 ，需进 行周密考虑确定 。
筑物在地震作用下倒塌的关键因素之一。对 为最根本的两点：混凝土极限压应变 ；破坏 时的受压区高度。影响延性的其他因素实质 都是这两个根本因素的延伸。在结构抗震设 计中为了保证结构的延性，经常采用 以下的 措施 ：控 制受拉钢 筋的配筋率，保证一定数 量 的 受压 钢 筋 ，通 过加 箍 筋保 证 纵筋 不 局 部 压 屈 失稳 ， 约束 受压 混 凝 土 ， 以 及对 柱 子 限 制 轴 压 比等 。 ５ 、 保证 非结构构件 的安全 以确保 结构的 整 体 性 结 构 是 由许 多 构 件 连 接 组 合 而 成 的 一个 整 体 ，并 通 过 各 个 构 件 的协 调 工 作 来 有 效 地 抵 抗 地 震 作 用 。所 以建 筑 结 构 应 有 使 结 构 在 地震作用时能够保持整体 的结构连续性 ，有 满 足 传 递 地 震 力 时 的强 度 要 求 ，有 适 应 地 震 大 变 形 的 延 性 要 求 ，有 保 证 构 件 之 间 的 可 靠 连 接 ， 有 使 结 构 沿 纵 、 横 ２个 方 向足 够 的 整 体 竖 向刚 度 ， 并 使 房 屋 基 础 具 有 较 强 的 整 体 性，以抵抗地震时可能发生的地基不均匀沉 降及地面裂 隙穿过房屋时所造 成的危害。若 结构在地 震作用 下丧失了整体性，则结构各 构件 的抗震 能力 不能充分发挥 ，这样 容易使 结构成为机动体 而倒塌 。因此 ，结构的整体 性是保证 结构各个 部分在 地震 作用下协 调工 作 的重 要 条 件 ，确 保 结 构 的整 体 性是 抗 震概 念 设 计 的重 要 内容 。 ６ 、采 用 隔 震 消 能技 术 隔震消 能的基本思想是使基础和上 部房 屋结构分离 ， 隔离地震 能量 向建筑物 的输入 。 实现地震时地动而建筑物基本不动 ，达到保 证建筑物安全的目的。地震时，地面运动能量 经过基础输入到房屋结构， 致使房屋结构发生 振动 、变形，甚至倒塌。目前常用的基础隔震 方法是在建筑物和构筑物基础部位设置橡胶 支座 ， 利用橡胶支座水平柔性形成的柔性隔离 层吸 收 或散 耗 地 震 能量 ，阻止 或减 小地 震 能量 向建筑物和构筑物上部结构传递， 使整个建筑 物和构筑物 自振周期延长， 从而减小建筑物和 构筑物上部结构对地震的反应。 总之 ， 抗 震概 念 设 计 是 指根 据 地 震 灾 害 和 工 程 经 验 等 所 形 成 的 总 体 设 计 准 则 ，对 从 根本上 消除建筑 中的抗震 薄弱环 节，构造 良 好 的结构抗震性 能具有重要 的决定作用 ：抗 震计算和验算 为抗震 设计提供定量 手段 ；抗 震构造措施可 以保证 结构 的整体性 ，加 强局 部 薄弱环 节 以及 保证抗 震计 算 结果 的有 效 性 。抗 震 设 计 中 的概 念 设 计 、计 算 设计 、构 造措施是不可分割 的整体 ， 忽视任何一部分 ， 都可能导致抗震设计 的失败 。