摘要:本文以建筑設(shè)計(jì)為主題,探討土木工程結(jié)構(gòu)中與減震措施相關(guān)的問題。首先結(jié)合我國建筑的行業(yè)發(fā)展情況對(duì)其進(jìn)行了簡要概述;主要分析了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中土木工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的相關(guān)內(nèi)容,重點(diǎn)從基礎(chǔ)隔震設(shè)計(jì)、安裝阻尼器方面討論了相關(guān)的減震措施。希望能過本文初步論述可以引起更多的關(guān)注與交流,該方面的理論研究工作、減震抗震實(shí)踐工作提供一些有價(jià)值的信息,以供參考。 

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(jí)汶川大地震,還有2016年初發(fā)生于臺(tái)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(huì)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(huì)給人類帶來嚴(yán)重傷亡,因此,對(duì)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(duì)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(duì)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(huì)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(huì)更關(guān)注其平坦性、開闊性,并對(duì)地質(zhì)的密度、硬性以及相關(guān)構(gòu)成加以具體檢測(cè);也會(huì)增加對(duì)荷載承重的分析,同時(shí)會(huì)盡可能避開液化土層、軟土地基等;尤其是對(duì)于自然災(zāi)害的預(yù)防,比如對(duì)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(duì)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(huì)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(duì)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(duì)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(duì)象,對(duì)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(duì)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(huì)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(gè)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(gè)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(tái),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(gè)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(huì)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(duì)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(duì)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(duì)于阻尼器的安裝,則要求選擇結(jié)構(gòu)中對(duì)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(dòng)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(duì)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Y(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(duì)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(gè)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(duì)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(huì)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(duì)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(dòng)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(duì)于地震災(zāi)害的預(yù)測(cè)能力還非常有限,所以,應(yīng)該增加對(duì)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(duì)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(duì)于抗震、減震的需求。 
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