發(fā)布時間：2013-04-23所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 近年來人們對于建筑項目的質(zhì)量要求呈現(xiàn)出逐年提升的態(tài)勢，特別是在對于建筑工程的相關(guān)配套設(shè)施的建設(shè)上，更是成為人們所關(guān)注的焦點性問題，建筑項目抗震施工建設(shè)便是其中一項重要組成部分。下面本文將結(jié)合作者多年的工作實踐經(jīng)驗，以工民建結(jié)構(gòu)抗震分析為重點
摘要：近年來人們對于建筑項目的質(zhì)量要求呈現(xiàn)出逐年提升的態(tài)勢，特別是在對于建筑工程的相關(guān)配套設(shè)施的建設(shè)上，更是成為人們所關(guān)注的焦點性問題，建筑項目抗震施工建設(shè)便是其中一項重要組成部分。下面本文將結(jié)合作者多年的工作實踐經(jīng)驗，以工民建結(jié)構(gòu)抗震分析為重點進行簡單的論述，以供參考。
關(guān)鍵詞：工建筑工程；抗震結(jié)構(gòu)；設(shè)計
Abstract: In recent years the quality requirements for construction projects showing increased year by year trend, especially in the construction of related facilities for construction projects, is to become the focus of attention, the earthquake construction of the building construction project is one of the important part. This paper will combine with many years of practical experience, civil engineering seismic analysis focus on the simple exposition, for reference.
Key words: construction work projects; seismic structure; design
中圖分類號：TU3文獻標識碼： A 文章編號：2095-2104（2012）06-0020-02
0引言
由于我國處于地殼運動中的兩條地震帶上，導致我國相關(guān)城市經(jīng)常會遭受到地震災(zāi)害的影響，從上世紀六、七十年代的幾次地震中足以看出，因建筑物倒坍、傾斜等而造成的人員傷亡和財產(chǎn)損失占到了整體災(zāi)害損失80%左右，因此，加強對建筑工程抗震結(jié)構(gòu)施工，從而提高建筑項目的穩(wěn)定性能已刻不容緩。
加強對建筑工程的抗震結(jié)構(gòu)建設(shè)，首先需要對建筑結(jié)構(gòu)進行抗震結(jié)構(gòu)分析工作，以使其在建設(shè)施工過程中抗震效益得到最大程度的發(fā)揮，因此起初的設(shè)計分析工作尤為關(guān)鍵。當然，在對建筑工程進行抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)充分對相關(guān)的影響因素進行考慮，使其整體概念符合設(shè)計施工的標準規(guī)范。簡言之，抗震結(jié)構(gòu)概念設(shè)計是指在特定的建筑空間及地理條件下，通過整體概念對結(jié)構(gòu)的總體方案進行分析，依據(jù)結(jié)構(gòu)總體系與分體系之間的力學關(guān)系、結(jié)構(gòu)破壞機理、震害、試驗現(xiàn)象和工程經(jīng)驗所獲得的基本設(shè)計原則和設(shè)計思想，從整體的角度來確定建筑結(jié)構(gòu)的總體布置和抗震細部構(gòu)造措施的宏觀控制。概念設(shè)計受到國內(nèi)外工程界的普遍重視，并將發(fā)揮更大的作用。
1概念設(shè)計的重要性和必要性
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和生活水平的提高，人們對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計也提出了更高的要求。發(fā)展先進計算理論，加強計算機的應(yīng)用，加快新型高強、輕質(zhì)、環(huán)保建材的研究與開發(fā)，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計更加安全、適用、可靠、經(jīng)濟已成為當務(wù)之急。而且針對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的現(xiàn)狀，提倡采用概念設(shè)計思想來促進結(jié)構(gòu)工程師的創(chuàng)造性，推動結(jié)構(gòu)設(shè)計的發(fā)展，是非常有必要的。這就需要工程界和教育界共同的努力，而推廣概念設(shè)計思想是一種有效的辦法，分析如下：
1.1建筑抗震設(shè)計規(guī)范（GB50011-2001）（以下稱新抗震規(guī)范）
以可靠度理論為基礎(chǔ)，吸收了延性設(shè)計的思想。但對于一些具體問題，例如“中震可修”的設(shè)防目標等，規(guī)定相當模糊。所以我們不能盲目地照搬照抄規(guī)范，應(yīng)該把規(guī)范作為一種指南和參考，并在實際工程應(yīng)用中作出正確的選擇。這就要求我們對整體結(jié)構(gòu)體系與各基本分體系之間的力學關(guān)系有透徹的認識，把概念設(shè)計應(yīng)用到實際工作中去。
長期以來，人們認為結(jié)構(gòu)設(shè)計很簡單，只需遵循規(guī)范和手冊，等建筑師完成建筑設(shè)計后，使用計算機就可以完成結(jié)構(gòu)設(shè)計。但這不能充分地運用結(jié)構(gòu)設(shè)計者的知識和技能，而且還會與建筑設(shè)計方案產(chǎn)生分歧和矛盾。所以我們應(yīng)考慮在結(jié)構(gòu)設(shè)計中如何運用概念設(shè)計，比如結(jié)構(gòu)的抗風設(shè)計與抗震設(shè)計，抗震設(shè)計要求能消減外荷載，吸收或轉(zhuǎn)換震動的能量；而抗風設(shè)計則要求結(jié)構(gòu)在風的作用下動力效應(yīng)較小，剛度較大。這一矛盾必然影響結(jié)構(gòu)體系的抗風和抗震性能。為了彌補這一缺陷，需要合理的概念設(shè)計與延性構(gòu)造措施來加以保證。
1.2概念設(shè)計的重要性，還體現(xiàn)在方案設(shè)計階段。初步設(shè)計過程是不能借助計算機來實現(xiàn)的，這就需要結(jié)構(gòu)工程師綜合運用結(jié)構(gòu)概念，選擇最為可靠、經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)方案。為此，需要工程師不斷地豐富自己的設(shè)計理念，深入了解各類結(jié)構(gòu)的性能，并能有意識地、靈活地運用它們。運用概念性近似估算方法，可以在設(shè)計方案階段迅速、有效地對結(jié)構(gòu)體系進行構(gòu)思、比較與選擇。所得方案往往概念清晰、定性準確，避免后期設(shè)計階段一些不必要的繁瑣運算，具有較好的經(jīng)濟可靠性能。同時，這也是判斷計算機內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)可靠與否的主要依據(jù)。美國一些著名學者和專家曾說過：“誤用計算機造成結(jié)構(gòu)破壞而引起災(zāi)難只是一個時間的問題。”計算軟件的選擇和使用不當，也會造成結(jié)構(gòu)設(shè)計的不合理，甚至影響到建筑物本身的安全性。應(yīng)用概念設(shè)計的思想，可以避免此類情況的發(fā)生。
1.3新抗震規(guī)范提出了在建筑物內(nèi)設(shè)置地震反應(yīng)觀測系統(tǒng)的要求，并提出了結(jié)構(gòu)兩個主軸方向的動力特性（周期和振型）相近的抗震概念。所以在結(jié)構(gòu)概念設(shè)計中還應(yīng)該注意結(jié)構(gòu)與場地的共振問題。例如在唐山地震時，天津塘沽地區(qū)的7-10層框架結(jié)構(gòu)房屋破壞嚴重，而3-5層的磚混結(jié)構(gòu)住宅卻只有輕微損壞。后來經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，框架房屋的自振周期和場地的卓越周期一致導致共振，而3-5層磚混住宅的自振周期遠低于場地的卓越周期，因此破壞較輕。
1.4建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計，存在著許多模糊而且不確定的因素。例如地震作用是一種隨機性很強而且循環(huán)往復的荷載，建筑物的地震破壞機理又十分復雜，要準確計算或預(yù)測建筑物所遭遇的地震特性和參數(shù)，還難以做到。風荷載的脈動性與渦流作用情況也是如此。因為建筑物受到的地震作用難以確定，所以適用、安全、經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)體系必須注重概念設(shè)計。
2概念設(shè)計的理解及應(yīng)用
結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的目的是使結(jié)構(gòu)在強度、剛度、延性以及節(jié)能等方面取得最佳，從而滿足“小震不壞，中震可修，大震不倒”的要求。在當前的科技水平和經(jīng)濟條件下，為了保證結(jié)構(gòu)具有可靠的抗震性能，概念設(shè)計應(yīng)充分考慮以下因素：場地條件和場地土的穩(wěn)定性，建立結(jié)構(gòu)計算模型，抗震結(jié)構(gòu)體系的選取，材料效用，風作用、溫度作用以及結(jié)構(gòu)的空間作用等。
2.1現(xiàn)行抗震計算模型的理解和應(yīng)用
新抗震規(guī)范規(guī)定：一般情況下，應(yīng)允許在建筑結(jié)構(gòu)的2個主軸方向分別計算水平地震作用并進行抗震驗算，各方向的水平地震作用應(yīng)由該方向抗側(cè)力構(gòu)件承擔。而實際結(jié)構(gòu)難以實現(xiàn)強柱弱梁的主要原因則是計算模型問題。即：僅僅對相互正交的2個主軸方向進行內(nèi)力分析和強度設(shè)計，不能真實反映結(jié)構(gòu)的空間作用。所以，應(yīng)用概念設(shè)計的原理，結(jié)合大量震害和試驗研究成果，所得出的結(jié)論是：構(gòu)件的最不利受力狀態(tài)隨著構(gòu)件和地震作用方向而變化。當?shù)卣鹱饔梅较蚺c結(jié)構(gòu)主軸方向一致時，梁處于最不利受力狀態(tài)；當?shù)卣鹱饔门c結(jié)構(gòu)的主軸方向呈45度時，大多數(shù)柱處于最不利受力狀態(tài)。
2.2結(jié)構(gòu)薄弱部位抗震構(gòu)造措施的理解和應(yīng)用
結(jié)構(gòu)薄弱部位的處理，如建筑平面外墻轉(zhuǎn)角處的轉(zhuǎn)角窗，限制了角部結(jié)構(gòu)豎向抗側(cè)力構(gòu)件的設(shè)置，如果采用概念設(shè)計，解決這一問題的方法是2豎向構(gòu)件間應(yīng)設(shè)厚板、暗梁等可靠拉結(jié)。再如，由于節(jié)點部位的重要性，所以引入抗裂性的概念，以此來比較梁、柱節(jié)點偏心所引起的節(jié)點性能的變化。建議在地震區(qū)，不宜采取梁柱偏心過大的節(jié)點形式，而且構(gòu)件節(jié)點的承載力不應(yīng)低于其連接構(gòu)件的承載力。
3建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的前景展望
結(jié)構(gòu)抗震體系由傳統(tǒng)的以“硬抗”為主的抗震體系向以“柔抗”為主的結(jié)構(gòu)減震控制體系發(fā)展。結(jié)構(gòu)減震體系采用的是以“柔”克剛的新概念，它通過調(diào)整結(jié)構(gòu)動力特性、隔震、減能或控制來達到抗震的目的，在未來的工民建中結(jié)構(gòu)抗震的思路將向著減輕危害的方向發(fā)展。
4總結(jié)
經(jīng)過多年的抗震探索和研究，設(shè)計中引入了概念設(shè)計的設(shè)計新理念。這種設(shè)計理念從宏觀角度對建筑抗震結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，在某些方面彌補了以往設(shè)計思路對抗震結(jié)構(gòu)思考的不足之處，為今后的工民建結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計開辟了新路。
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