建筑的抗震設(shè)計(jì)是建筑物結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵，我國(guó)處在地震帶上，是地震多發(fā)區(qū)，抗震設(shè)計(jì)早已成為建筑界的要求之一，本文主要探討建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震措施。

　　《世界建筑導(dǎo)報(bào)》為雙月刊，特大16開(kāi)本，76頁(yè)彩色精印，是一份面向國(guó)內(nèi)外發(fā)行的建筑專業(yè)雜志。1985年創(chuàng)刊的《世界建筑導(dǎo)報(bào)》直接向國(guó)內(nèi)外著名建筑師、設(shè)計(jì)事務(wù)所組稿，采集第一手技術(shù)資料，現(xiàn)已編印出版了總98期，其中有多種形式的專刊和合訂本。

　　建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中是否充分考慮抗震問(wèn)題、是否合理的運(yùn)用了相關(guān)的抗震措施是事關(guān)人民生命財(cái)產(chǎn)安全的重要問(wèn)題,關(guān)于建筑物抗震問(wèn)題的研究也有相當(dāng)長(zhǎng)的一段歷史,從世界建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域和我國(guó)建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域來(lái)看,均取得了一定的成效。本文介紹了建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求和建筑結(jié)構(gòu)抗震措施的衡量標(biāo)準(zhǔn)，提出了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效抗震措施。

　　建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中是否充分考慮抗震問(wèn)題、是否合理的運(yùn)用了相關(guān)的抗震措施是事關(guān)人民生命財(cái)產(chǎn)安全的重要問(wèn)題,關(guān)于建筑物抗震問(wèn)題的研究也有相當(dāng)長(zhǎng)的一段歷史,從世界建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域和我國(guó)建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域來(lái)看, 均取得了一定的成效, 但是在我國(guó)連續(xù)發(fā)生四川汶川地震、 玉樹(shù)地震等地質(zhì)災(zāi)害以后, 人們更加注重

　　建筑物的抗震設(shè)計(jì)。

　　一、建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要素

　　1、在抗震設(shè)計(jì)中有意識(shí)、有目的地控制薄弱層(部位)，使之有足夠的變形能力又不使薄弱層發(fā)生轉(zhuǎn)移，這是提高結(jié)構(gòu)總體抗震性能的有效手段。

　　2、一個(gè)抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)由若干個(gè)延性較好的分體系組成，并由延性較好的結(jié)構(gòu)構(gòu)件連接協(xié)同工作。例如框架——剪力墻結(jié)構(gòu)由延性框架和剪力墻兩個(gè)分體組成，雙肢或多肢剪力墻體系組成。

　　3、構(gòu)件在強(qiáng)烈地震下不存在強(qiáng)度安全儲(chǔ)備，構(gòu)件的實(shí)際承載能力分析是判斷薄弱部位的基礎(chǔ)。

　　4、強(qiáng)烈地震之后往往伴隨多次余震，如只有一道防線，則在第一次破壞后再遭余震，將會(huì)因損傷積累導(dǎo)致倒塌。抗震結(jié)構(gòu)體系應(yīng)有最大可能數(shù)量的內(nèi)部、外部冗余度，有意識(shí)地建立一系列分布的屈服區(qū)，主要耗能構(gòu)件應(yīng)有較高的延性和適當(dāng)剛度，以使結(jié)構(gòu)能吸收和耗散大量的地震能量，提高結(jié)構(gòu)抗震性能，避免大震時(shí)倒塌。

　　5、要使樓層(部位)的實(shí)際承載能力和設(shè)計(jì)計(jì)算的彈性受力的比值在總體上保持一個(gè)相對(duì)均勻的變化，一旦樓層(部位)的比值有突變時(shí)，會(huì)由于塑性內(nèi)力重分布導(dǎo)致塑性變形的集中。

　　6、要防止在局部上加強(qiáng)而忽視了整個(gè)結(jié)構(gòu)各部位剛度、承載力的協(xié)調(diào)。

　　二、建筑結(jié)構(gòu)抗震措施的衡量標(biāo)準(zhǔn)

　　對(duì)于性能的要求，現(xiàn)行抗震設(shè)計(jì)規(guī)范有兩種基本的表達(dá)方式：一種是以損壞的程度來(lái)描述，另一種是以用途的重要性即抗震設(shè)防分類來(lái)描述建筑結(jié)構(gòu)中的損壞程度劃分為不損壞和屬正常維修下的損壞 可修復(fù)的破壞和倒塌;抗震設(shè)防分類則氛圍甲、乙、丙、丁四類，對(duì)某些鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，現(xiàn)行規(guī)范給出了正常維修和倒塌的層間變位角作為定量指標(biāo)，對(duì)于不同的設(shè)防類別，先行規(guī)范規(guī)定了不同的抗震措施，如乙類建筑的抗震措施要比丙類建筑的有關(guān)規(guī)定提高一度。按規(guī)范提高抗震措施后，在遭遇到相當(dāng)于本地區(qū)設(shè)防烈度的地震影響時(shí)，由于地震作用步提高，乙類建筑毀壞程度比丙類建筑要輕些，在遭遇到本地區(qū)罕遇地震影響時(shí)，乙類建筑的抗倒塌能力比丙類建筑要明顯提高.顯然，結(jié)構(gòu)的抗震能力仍然缺乏明確的數(shù)量的變化。

　　借助于現(xiàn)行《抗震鑒定標(biāo)準(zhǔn)》所引進(jìn)的“綜合抗震能力由數(shù)量上的區(qū)別”有可能使不同性能要求的結(jié)構(gòu)所具有的抗震能力由數(shù)量上的區(qū)別。例如，結(jié)構(gòu)抗力的高低，可用結(jié)構(gòu)樓層的受剪承載力與設(shè)計(jì)地震剪力的比值，即樓層的受剪承載力與設(shè)計(jì)地震剪力的比值即樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)來(lái)表征;結(jié)構(gòu)變形能力的高低，可用結(jié)構(gòu)所具有的變形能力與基本變形能力的比值來(lái)表征。從而使不同性能要求所對(duì)應(yīng)的坑震措施得以數(shù)量化。

　　如果把按現(xiàn)行抗震設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)的丙類結(jié)構(gòu)作為符合基本性能要求的結(jié)構(gòu)，即其抗力和變形能力的組合結(jié)果，可定義為綜合坑震能力的基本值;對(duì)于性能(包括變形)要求較高的建筑結(jié)構(gòu)，如乙類建筑，其綜合抗震能力應(yīng)低于基本值。高低的具體取值，可根據(jù)性能要求確定。

　　在確定綜合抗震能力的兩個(gè)因素中樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)的定量在現(xiàn)行的抗震設(shè)計(jì)規(guī)范中已經(jīng)是現(xiàn)成的，可以根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實(shí)際截面尺寸和配筋，取材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值按承載力計(jì)算的有關(guān)公式得到，這里不在重復(fù)。

　　三、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震措施

　　1、建筑物地基采用特殊材料隔震建筑物基礎(chǔ)隔震, 主要是對(duì)建筑物的基礎(chǔ)部分進(jìn)行特殊處理, 削弱地震時(shí)的地震波, 從而減少地震對(duì)建筑物的損害。傳統(tǒng)上是在建筑物的基礎(chǔ)部交替鋪上粘土和砂子, 或者直接設(shè)置粘土或砂子墊層。在中國(guó)建筑史上,曾經(jīng)有人以糯米為原材料, 在建筑物的基礎(chǔ)部分設(shè)置墊層, 減少地震對(duì)建筑物的損害。近年來(lái), 有關(guān)部門在這方面的研究已經(jīng)取得了突破性進(jìn)展, 以瀝青為原料研究出一種特殊材料, 以此設(shè)置隔震層效果更好。

　　2、建筑物基礎(chǔ)設(shè)置隔震裝置減震，這一種隔震措施主要是在建筑物的基礎(chǔ)與上部建筑之間設(shè)置特殊裝置, 減少地震向上傳遞, 最高可減少地震對(duì)建筑物傳遞能量的 2 /3 ,但是, 這種措施的缺陷是不適用于高層建筑, 因?yàn)樵诟邔咏ㄖ�設(shè)置這種裝置會(huì)延長(zhǎng)建筑結(jié)構(gòu)自身的自振周期, 起不到減小地震對(duì)建筑物損害的目的通常采用的辦法有:摩擦滑移隔震、 粘彈性隔震等幾種, 設(shè)置的裝置有橡膠墊、 混合隔震裝置等。

　　3、建筑物結(jié)構(gòu)懸掛隔震，懸掛隔震是將建筑物的大部分或者整個(gè)結(jié)構(gòu)懸掛起來(lái), 也就是我們通常所說(shuō)的懸掛結(jié)構(gòu), 這樣,當(dāng)?shù)卣饋?lái)臨時(shí), 地震的能量不會(huì)傳遞給懸掛起來(lái)的結(jié)構(gòu), 從而達(dá)到減小地震損害的目的。這種隔震方式最常見(jiàn)于大型鋼結(jié)構(gòu), 大型鋼結(jié)構(gòu)總是采用鋼結(jié)構(gòu)懸掛體系,以此隔震。大型鋼結(jié)構(gòu)一般分為主框架和子框架, 在懸掛體系中,子框架通過(guò)索鏈或者吊桿懸掛于主框架上, 當(dāng)?shù)卣饋?lái)臨時(shí),主框架會(huì)隨著地殼運(yùn)動(dòng)發(fā)生搖擺, 但是, 子框架和主框架之間是能夠活動(dòng)的索鏈和吊桿, 地震的能量到達(dá)這個(gè)部位的時(shí)候就會(huì)削弱,不至于傳遞到子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生慣性力。

　　4、層間隔震這種方法主要適用于舊房改建, 在施工方面具有簡(jiǎn)單、易操作的特點(diǎn)。與建筑物基礎(chǔ)部分設(shè)置隔震裝置的辦法相比,層間隔震的效果不是非常明顯, 減震的效果可以達(dá)到1/10~3/10的范圍。這種方法主要是依靠設(shè)置在建筑結(jié)構(gòu)各層間隔的減震裝置吸收或者削弱地震能量, 從而減小地震對(duì)建筑物的危害, 設(shè)置的裝置基本與基礎(chǔ)隔震的相同。

　　以上我們所說(shuō)的幾種措施主要是對(duì)建筑結(jié)構(gòu)本身的基礎(chǔ)部分或者關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)進(jìn)行特殊設(shè)計(jì), 或者采用特殊材料, 或者設(shè)計(jì)安裝減震裝置減少地震的能量向建筑物傳遞。我們這里所說(shuō)的建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中常用的消能減震技術(shù),是借助建筑物意外的部件來(lái)增加建筑物的阻尼, 消耗地震傳遞給建筑物結(jié)構(gòu)的能量, 避免建筑物因地震而受到損害。

　　用于減小地震對(duì)建筑物損壞、 保護(hù)建筑物安全的裝置和元件很多,通常都是各式各樣的消能器和阻尼器, 我們習(xí)慣上把這些裝置分為滯回型和粘滯型兩種。這種技術(shù)的使用非常廣泛, 主要有以下幾種情況。

　　1、隨著人們安全意識(shí)的不斷增強(qiáng), 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念的不斷更新,人們對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的減震、 隔震設(shè)計(jì)越來(lái)越重視。我們?cè)谠O(shè)計(jì)的時(shí)候,除了對(duì)建筑物的基礎(chǔ)部分采用特殊處理之外, 還可以借助消能減震裝置或者元件削弱地震對(duì)建筑物的作用力, 保護(hù)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。

　　2、在對(duì)建筑物的地基或基礎(chǔ)進(jìn)行隔震設(shè)計(jì)時(shí), 我們一定要在建筑物沒(méi)有動(dòng)工以前按照隔震設(shè)計(jì)的措施, 完成相應(yīng)的工作。最遲也是在建筑物的施工過(guò)程當(dāng)中, 在建筑物的關(guān)鍵部位設(shè)置特殊的隔震裝置。然而,建筑物建成以后,如果想對(duì)其進(jìn)行抗震加固,就要采用增加阻尼的辦法, 在建筑物的結(jié)構(gòu)上重新添加消能減震裝置。這些消能減震裝置更適用于高層建筑、鋼結(jié)構(gòu),從適用的部位來(lái)說(shuō), 也是很廣泛的,它不僅可以應(yīng)用于建筑物的上部結(jié)構(gòu),也可用于建筑物的隔震夾層。

　　從現(xiàn)代抗震設(shè)計(jì)思路提出至今，世界各國(guó)的抗震學(xué)術(shù)界和工程界又取得了許多新的成果，比如進(jìn)行了大量鋼筋混凝土構(gòu)件的抗震性能試驗(yàn);通過(guò)迅速發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)編制了準(zhǔn)確性更好的非線性動(dòng)力反應(yīng)程序;在設(shè)計(jì)方法上也不再拘泥于以前單一的基于力的傳統(tǒng)抗震設(shè)計(jì)方法，開(kāi)始嘗試基于性能和位移的新的抗震設(shè)計(jì)理念 在這樣的環(huán)境中，我國(guó)的抗震設(shè)計(jì)思路也應(yīng)該在完善自身不足的同時(shí)，不斷向前發(fā)展。

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