建筑設(shè)計(jì)中土木工程結(jié)構(gòu)相關(guān)減震措施

關(guān)鍵詞：建筑設(shè)計(jì)；土木工程結(jié)構(gòu)；減震 

　　在2008年5月12日，我國發(fā)生的7.8級汶川大地震，還有2016年初發(fā)生于臺灣的地震等，損失慘重，造成了眾多生命的消逝；另一方面，地震會破壞地面上的建筑物、各種生物等，而且，當(dāng)這些建筑物或大型樹木倒塌時(shí)，也會給人類帶來嚴(yán)重傷亡，因此，對于人難以控制的領(lǐng)域應(yīng)該防患于未然，采取遠(yuǎn)離的措施，而對于人類可控的范圍，則應(yīng)該采用防震技術(shù)進(jìn)行預(yù)防，尤其應(yīng)該加強(qiáng)對建筑結(jié)構(gòu)中抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的研究。 

　　一、概述 

　　在我國，建筑行業(yè)以《建筑抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》為依據(jù)，進(jìn)行具體的抗震設(shè)計(jì)，從而為建筑工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量提供可靠保障；在抗震設(shè)計(jì)方面，會根據(jù)不同的區(qū)域、工程要求等，選擇不同的抗震設(shè)計(jì)方案；其最終目的在于切實(shí)落實(shí)抗震標(biāo)準(zhǔn)要求，嚴(yán)格按照相關(guān)需要進(jìn)行抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并將其運(yùn)用到實(shí)際的施工之中。隨著建筑新的建筑材料的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用，在建筑設(shè)計(jì)中土木工程施工中的材料越來越向輕型、簡型材料更新，因而相關(guān)減震的內(nèi)容與減震措施也在跟隨著材料的變化而變化，比如，在建筑場地的選擇方面、在建筑空間布置設(shè)計(jì)方面、在技術(shù)參數(shù)方面，也都有了一些相應(yīng)的變化。 

　　二、建筑設(shè)計(jì)中土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容 

　　首先，從建筑場地的選擇方面看，設(shè)計(jì)師在具體的設(shè)計(jì)中，會更關(guān)注其平坦性、開闊性，并對地質(zhì)的密度、硬性以及相關(guān)構(gòu)成加以具體檢測；也會增加對荷載承重的分析，同時(shí)會盡可能避開液化土層、軟土地基等；尤其是對于自然災(zāi)害的預(yù)防，比如對易發(fā)生泥石流、滑坡等地段進(jìn)行場地選擇時(shí)的避免與預(yù)防，以及對地震斷裂帶的避開等，以此減少地震災(zāi)害。 

　　其次，在建筑結(jié)構(gòu)平面空間、立體空間方面的設(shè)計(jì)方面，為了提高建筑結(jié)構(gòu)自身的優(yōu)越性，達(dá)到抗震性能的提升，會考慮選擇穩(wěn)定、科學(xué)、合理，符合數(shù)據(jù)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)要求的相對條件，以確保在均衡性方面、簡單性方面、整體性方面做到切實(shí)有效。 

　　第三，即是對于參數(shù)技術(shù)的科學(xué)運(yùn)用，比如，在延性系數(shù)設(shè)計(jì)方面以最大曲率為對象，對建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的抗震數(shù)據(jù)進(jìn)行具體運(yùn)算，并根據(jù)它計(jì)算出最大曲率，通過對延性系數(shù)加以計(jì)算，可以弄清晰二者的關(guān)聯(lián)，再依據(jù)需求的延性系數(shù)，設(shè)置抗震方案。設(shè) 為建筑抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的極限曲率， 為其屈服曲率； 是抗震構(gòu)件的極限位移， 為曲線位移；則可以用公式表達(dá)為 

　　三、減震措施 

　　1、基礎(chǔ)隔震設(shè)計(jì) 

　　首先，在建筑物方面，可以透過地震反應(yīng)譜推斷地震出剛度大、周期短、加速度大等特點(diǎn)，因此可以通過增加延長結(jié)構(gòu)基本自振周期來達(dá)到有效預(yù)防，在延長的結(jié)構(gòu)中，地震的作用力會隨著逐漸的力的釋放而得到緩解；具體來看，即是在建筑結(jié)構(gòu)的底部、基礎(chǔ)頂面之間，構(gòu)建起一個隔震控制體系，將上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)加以分離，以一般的建筑物的圈梁地基抗震原理就可以理解這個控制體系的作用與原理；根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可以了解到，較為常用的有橡膠支座，這種設(shè)置是通過橡膠片、薄片增強(qiáng)鋼板粘硫化加工形成，其特征表現(xiàn)在水平向度、垂直向度方面，一低一高能夠有效的將地震引發(fā)的作用力承載，并傳感到墩臺，彈性好、適應(yīng)性強(qiáng)，剪切變形功能可有效的滿足上部構(gòu)造水平位移。 

　　2、安裝阻尼器 

　　安裝阻尼器后，就可以使土木工程結(jié)構(gòu)與之構(gòu)成一個整體，共同發(fā)揮作用。比如在吸收、耗散地震輸入能量方面，就可以起到很好的效果，而且小震、風(fēng)載作用等，通過阻尼器的彈性功能皆可以得到化解；從工作原理方面看，根據(jù)不同的類型會有不同的工作方式，比如在粘彈性阻尼器類型中，通過粘彈性材料、約束性鋼板的構(gòu)成部分，可以利用剪切變形將能量耗散，減少結(jié)構(gòu)受力；再如，在摩擦阻尼器類型中，就是直接利用摩擦力達(dá)到對地震輸入能量的減少；至于粘滯阻尼器類型，則是根據(jù)空間結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)、單元數(shù)目眾多的特點(diǎn)，增加各部件間的聯(lián)系能力，減少自由度大帶來的各種風(fēng)險(xiǎn)，可廣泛應(yīng)用于大跨空間結(jié)構(gòu)的土木工程。 

　　3、隔震裝置與阻尼器的安裝 

　　首先，在橡膠支座的安裝中，要求先對支座軸向力進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算，然后根據(jù)算得的直徑進(jìn)行平面布置，架梁、落梁要求根據(jù)梁型具體操作，以t型梁為例，需要使縱軸線、支座中心線相合，而板梁、箱梁則與其不同，以平行為宜；需要注意的事項(xiàng)是在架第一跨板梁、箱梁時(shí)，要做好十字中心位置的標(biāo)記，確保重合，平面要統(tǒng)一于內(nèi)，確保剪切變形功能的正常發(fā)揮。其次，對于阻尼器的安裝，則要求選擇結(jié)構(gòu)中對地震反映最大或較大的位置，并以梁柱節(jié)點(diǎn)、梁節(jié)點(diǎn)位置為安裝區(qū)域；可采用鉸接、或自由滑動支座。 

　　4、注意事項(xiàng) 

　　首先，在均衡性方面，應(yīng)該考慮地震來襲時(shí)的作用力，引發(fā)的應(yīng)力、對空氣沖擊所形成的作用力等，所以，應(yīng)該考慮多方面的作用力，從而保證平面主軸方面強(qiáng)度、剛度，從而通過強(qiáng)有力的穩(wěn)定性能克服來自地震災(zāi)害的強(qiáng)大沖擊； 

　　其次，通常而言，強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好，抵抗能力就越強(qiáng)；因而在結(jié)構(gòu)的簡單性方面，主要是考慮到建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，才選擇此類結(jié)構(gòu)，因?yàn)榻ㄖ�結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的簡單化，可以減少其它因素的影響，從而增加對建筑的加固建設(shè)，防止穩(wěn)定性出現(xiàn)問題；還有在整體性方面主要是從整體抗震、部分抗震兩個方向思考，確保整體上的抗震能力，又增加局部的抗震能力，從而將其消于無形之中，保障建筑工程的質(zhì)量，防止因單一化造成災(zāi)難來臨時(shí)的坍塌現(xiàn)象。 

　　第三，做好對結(jié)構(gòu)減震措施的檢驗(yàn)工作，能力普法集中用于設(shè)計(jì)好的抗震方案之中，重點(diǎn)分析抗震中的彈塑性問題、匯總抗震設(shè)計(jì)中的剪力、屈服位移；并且，在這種方法的運(yùn)用之下，以變化曲線設(shè)計(jì)的方法，可以將加速度（Sa）、建筑位移（Sd）的關(guān)系清晰的表達(dá)出來；而且需要延性系數(shù)的參與；具體的公式如下 

　　其中，屈服位移（ ）與位移限值的比值（ ），就等于延性系數(shù)（ ）；而當(dāng)不小于3時(shí)，抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會有充足的延性空間，從而達(dá)到抗震的效果。 

　　結(jié)束語 

　　總之，在新的時(shí)代就要堅(jiān)持與時(shí)俱進(jìn)、因時(shí)制宜；由于自然災(zāi)害對人類的生存有巨大危害，科學(xué)研究表明現(xiàn)在的地球正處于地殼運(yùn)動的活躍期，以地震最為嚴(yán)重與常見，加之人類科學(xué)到現(xiàn)在為止對于地震災(zāi)害的預(yù)測能力還非常有限，所以，應(yīng)該增加對建筑結(jié)構(gòu)中的抗震結(jié)構(gòu)的研究與探析，做好防震措施，保障建筑施工的有效性，從而為建筑質(zhì)量與預(yù)防地震提供重要保障；因而在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)該注重對抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)；并通過安裝阻尼器、隔震裝置等滿足當(dāng)前的工程建設(shè)中對于抗震、減震的需求。 

　　參考文獻(xiàn) 

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