建筑結構基于位移的抗震設計

王仕杰

摘要：文章首先分析了建筑結構抗震水平的判斷方法，并對抗震設計期間需要考慮的影響因素做出總結。在此基礎上重點探討基于危位移開展建筑結構抗震設計的有效方法，以及提升建筑結構穩定性安降低震動損害的設計措施，幫助明確以位移為基礎的抗震設計目標，促進建筑物使用安全以及結構穩定性提升。

關鍵詞：建筑結構；位移計算；抗震設計

一、建筑結構的抗震水平判斷

根據建筑物的不同使用功能來進行抗震水平判斷，觀察結構設計方案中與地方地質災害類型之間的沖突問題；建筑物抗震性能關系到整體使用安全性，因此在設計期間，抗震水平確定也是十分重要的。技術人員要深入到工程的建設區域內，對地質情況進行檢測，得出準確的檢測信息結果。在根據所得到的檢測結果來計算現場的抗震等級，對建筑結構設計時操作所得到的數據結果來進行，選擇合理的建筑等級來作為材料采購的依據，進而實現綜合管理控制?？拐鹚脚袛嗖荒芫窒抻谒玫降臄祿Y果，要結合施工建設區域的環境因素進行考慮，判斷結構穩定性是否會受到環境影響。不穩定的基層也會增大震動對建筑結構的損傷，設計期間要觀察這一因素，判斷是否因設計期間的水平判斷不合理，造成最終使用功能受到影響，進而實現抗震設計提升建筑物使用安全性的目標。

二、建筑結構基于位移的抗震設計

1、結構振型及自振周期計算

對建筑結構使用中可能會受到的震蕩影響進行模擬，模擬結果要確保與方案保持一致，觀察系統結構的運行使用穩定情況，并判斷震動可能會對結構穩定性造成的影響，通過這種位移控制方法促進管理計劃在現場全面落實，達到更理想的設計效果。受外界因素影響建筑結構也會產生一個自振，從而對自身的平衡穩定造成影響，隨著外力影響消失，這種自振在一段時間內也會消散，其內部能量因此而得到控制，進而達到自身穩定狀態。對其周期進行判斷計算，需要結合矩陣分析來進行，并判斷分析結果與實際情況之間的聯系，達到一個合理控制效果。自振周期計算要與結構所受到的震動類型相互結合，綜合全面因素進行分析，最終所得到的結果才更精準，不會影響到最終的系統安全性。

2、最大層間位移角出現位置

建筑結構在受到震蕩影響時，位移可能會受到影響，并且結構之間是存在相互聯系的，這種聯系形式不確定，最終的使用安全性并不理想。假設在震動期間建筑結構產生位移角，現以最大層間產生的位置為例。根據現場檢測得到的數據結果結合設計方案來初步判斷位移角出現的位置，進而實現結構抗震優化設計。還需要判斷位移角產生的類型，分析現場存在的不合理現象，假設角度出現后建筑結構的其他變化不受外界因素影響，均處于合理范圍內，這樣再繼續進行現場調節控制，并借助計算機軟件來對數據信息進行判斷，所得到的數據結果在標準值范圍內，并且不會影響到最終的結構穩定性。層間位移法是按照樓層高度不同來進行計算的，因此結果也能與實際情況保持一致，在高層建筑結構中最適合這種運算方法使用。

三、基于位移的結構抗震設計

1、以延性系數為基礎進行設計

建筑物使用期間結構自身具有一定的抗震能力，與基層穩定性、建筑材料強度等因素相關。當受到的震蕩超出了這一承受范圍，則在建筑結構表面會出現不同程度的損傷，建筑結構之間所維持的穩定狀態因此被打破，并不能達到理想的控制效果。對于各個系統之間可能會出現的結構失衡現象，可以通過建立以延性系數為基礎的抗震設計，確保結構中的穩定性不會受到影響，可以達到理想的控制管理效果。隨著建筑施工任務進行，原有的設計參數會產生一定的誤差。這一誤差也會導致最終使用安全性下降，設計期間考慮這一因素，并加強現場的調節控制，盡可能的將誤差控制在最小范圍內，進而實現整體結構穩定性提升，將環境因素所帶來的影響降至最低。不同樓層高度受到的震蕩影響也存在很大差異性，對此要加強現場的管理控制，進而實現綜合能力提升，樓層越高震動所造成的結構損傷也越明顯，對此所進行的各項設計任務要考慮樓層高度所帶來的影響，考慮巖性特征，對位置角度做出更準確的判斷。

2、直接基于位移進行抗震設計

這種方法運行了結構損傷判斷原理，對使用環境進行模擬，并分析在現場是否存在不合理的現象，充分探討最終結果穩定性受到的影響?？拐鹪O計能通過結構之間位置優化來提升整體抗震能力，進而對使用期間所遇到的地震災害以及結構自身震蕩影響做出預防控制，提升建筑結構的整體承載能力，在結構穩定性與系統相互配合的能力上，均能得到提升，促進結構的承載能力提升。對位移進行檢測計算。根據所得到的結果直接開展抗震設計，這樣所得到的結果與實際情況更符合，并且能夠達到理想的控制管理狀態，通過系統之間的相互配合，進而實現結構的最優建筑設計，使建筑才來的強度能夠得到最大發揮，降低建筑高度所帶來的安全隱患。這種設計方法是最直接的，適應于高層、多層等不同形式的建筑工程，前提是所得到的位移計算結果與實際情況一直，確?；A數據可靠性，后續進行的各項優化設計也擁有了穩定的參照標準，從而實現建筑物抗震性能優化目標的實現。在開展結構抗震設計時，也可以將多個設計方法相互整合運用，實現功能上的互補，同時在一些比較復雜的設計區域，建筑物結構所受到的震動影響來源不同，只有對此進行準確判斷選擇合適的設計方法，才能確保最終的功能不受到影響，抗震能力也能因此得到提升。

除上述內容之外，考慮高振型影響時結構某性能水平的目標側移曲線與僅考慮第一振型時大致相同，說明高階振型對結構位移的貢獻不大，以第一振型最大層間側移角位置代替結構最大層間側移角出現位置是可靠的，但是從算例結果可看出，高階振型所產生的地震作用是不可忽略的。在抗震設計中考慮全面因素，最終結構使用安全性才能得到保障。

總之，雖然基于位移的抗震設計方法還不成熟，但基于位移的抗震設計思想得到了廣泛的應用。雖然傳統的基于力的設計方法的抗震位移仍有許多不足之處，但它與現行的抗震設計方法比較接近，且仍以現行的抗震設計方法為依據，并驗算了的許多結構位移。例如，現有的抗震設計方法只能在小震作用下進行驗算，而位移化抗震設計只能在中強地震作用下進行驗算。在中震作用下，以力為參數描述結構的位移。綜上所述，基于位移的建筑結構抗震設計已初步應用于工程結構中，并將在今后繼續發展和完善。對建筑工程而言，要從受力、位移、速度、加速度、能量和損傷等因素影響結構位移狀態參數入手，從而了解位移化抗震設計的要求?；谖灰频目拐鹪O計概念，這是研究人員和設計人員更注重在建筑結構抗震研究的必要性，這是在中國的建筑業未來發展的關鍵點。

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