山地建筑结构设计地震动输入与侧向刚度控制方法
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摘 要：随着人们生活质量的提升，人们对建筑结构形式的要求越来越高。山地建筑凭借其独特、优美的居住环境逐渐受到人们的青睐。山地建筑依附的建筑地形复杂，这为山地建筑结构设计带来了一定的挑战。因此，从地震动输入和侧向刚度控制的角度分析了山地建筑结构设计，从而促进其更加完善。
关键词：山地建筑；结构设计；地震动输入；侧向刚度控制
中图分类号：TU318 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.05.121
1 地震动输入
1.1 含义及其重要性
山地建筑结构设计中的地震动输入是基于建筑工程结构进行的抗震分析和设计，从而保障山地建筑结构具备良好的抗震性能，确保建筑的安全性、稳定性。
山地建筑有别于传统的平地建筑，其位于地壳运动较为频繁的山地地形区，因地壳运动造成的地动、地震等外在表现形式不仅会严重影响人们的生产、生活，还会诱发山地崩塌、滑坡、泥石流等灾害。因此，在山地建筑结构的设计环节，应重点关注建筑的防震性，这也是山地建筑持续发展的必然要求。
1.2 模型及计算、分析方法
山地建筑结构在设计上要参照一定的结构模型，山地建筑结构模型主要有计算分析模型、结构计算力学模型两类。对于山地建筑结构设计而言，其地震动输入应选择结构计算力学模型。通过计算山地建筑的荷载，可确定地震动输入的模型、设计方案和分析方法。在山地建筑结构设计的地震动输入中，设计人员应兼顾山地地形和地震动的双向影响，并结合《建筑抗震设计规范》，着重分析、研究山地地形的平台段，从而充分分析、计算山地地形地震波作用力的放大影响。
山地建筑结构设计地震动输入的基本方法主要有以下3种：①直接求解法。该法主要借助于动力学理论中的平衡方程，在多点激励的原理下获取山地建筑结构的响应。②等效荷载法。该方法主要依托于一致激励，并与动力学平衡方程相结合，从而获得地震动输入的分析方法。③相对运动法。该方法主要依托于一致激励，并基于山地建筑结构中的线性反应和非线性反应分析和计算。
2 建筑的抗震设计
建筑的抗震设计主要包括概念设计、抗震计算和构造措施。其中，概念设计主要是从整体上确认建筑的抗震要求；抗震计算基于地震作用，采用抗力计算等方式确定建筑物的抗震要求和具体设计；构造措施基于前两者的分析结论，采用科学、有效的建筑结构形式，从而保障山地建筑抗震性能的有效发挥。
3 侧向刚度控制
对于山地建筑结构侧向刚度控制而言，主要是控制建筑的构件、整体结构的抗御荷载拉力和抗变形能力，从而使山地建筑结构产生的荷载力和拉应力有效释放。通常情况下，建筑结构刚度的分布会对建筑物的层剪力、弹性层间、相对屈强比等造成影响。建筑抗震设计应遵循的基本原则是在合理规划建筑场地的基础上，分析建筑结构具有的延性、非结构要素，从而建立多重的抗震防线。
在山地建筑结构侧向刚度控制中，应重点控制建筑的竖向不规则部位和薄弱层。在山地建筑竖向不规则部位的控制方面，要结合建筑物的抗震需求，围绕建筑物的结构开展强度设计和计算，并基于山地地形的复杂性和地震强度的放大作用，考虑地震作用具有的随机性，从而提高山地建筑底部转换层、框架的侧向刚度指标，确保建筑物的经济性；在山地建筑薄弱层刚度控制方面，要以建筑物的整体刚度控制为基础，研究层内刚度比的变化曲线，从而判定山地建筑物薄弱层的位置。此外，在判定山地建筑底层结构中薄弱层的位置时，可采用以下方法：当山地建筑层刚度比为0.5～0.7时，可确定其薄弱层处于上接地层二层；当山地建筑层刚度比≥0.7时，可确定其薄弱层处于上接地层的一层和二层。
4 山地建筑结构设计的关键点探究
在山地建筑结构设计中，一方面要结合建筑具体的位置和地势地貌，并合理利用天然的地形特征；另一方面，注重运用、突出设计中的要点。具体而言，山地建筑结构设计有以下2个关键点：①山地建筑涉及高层连体时，要注意在结构设计中增添防震缝。从整体上看，山地建筑的结构具备一定的复杂性，导致其在整体扭转上比较笨拙。为了最大限度地提高山地建筑的抗震性，应注重在结构设计中增加防震缝，以便规则化分割复杂的山地建筑结构形式。②优化结构设计形式，提高山地建筑的稳定性。相关设计人员应采用较为规则的结构形式，尽量少用不规则的结构形式，从而保证山地建筑整体的稳定性和连续性；针对山地建筑结构侧向刚度的不均匀性，可增设护土墙等辅助设施，以免因地形地基失稳而导致刚度失控；在护土墙材料的选择方面，可根据具体需求选择钢材、木材等。此外，在增设护土墙时，还应做好相应的排水设计，以免因护土墙被水侵蚀而使其失去功效。
5 结束语
综上所述，在山地建筑结构设计中，地震动输入和侧向刚度控制在保证山地建筑稳定性和抗震性方面的作用明显。因此，山地建筑设计人员应熟悉建筑抗震理论，并在此基础上，合理运用山地建筑地震动输入和侧向刚度控制，从而保障山地建筑的安全性。
参考文献
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[2]杨克锐.关于山地建筑结构设计的几点思考[J].房地产导刊，2015（18）.
[3]张横.山地建筑结构设计探讨[J].建筑工程技术与设计，2014（15）.
〔编辑：张思楠〕
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