建筑結構抗震設計若干問題思考

段耀美 鄧南沙

(1.太原理工大學建筑設計研究院，山西 太原 030024； 2.國家知識產權局專利審查協作北京中心，北京 100081)

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建筑結構抗震設計若干問題思考

段耀美1鄧南沙2

(1.太原理工大學建筑設計研究院，山西 太原 030024； 2.國家知識產權局專利審查協作北京中心，北京 100081)

分析了地震與建筑結構的關系，從抗震場地選擇、建筑物平面布置、抗震結構體系選擇等方面，論述了建筑結構抗震設計中存在的問題，并提出了優化建筑結構抗震設計的建議，從而確保建筑物的安全性。

建筑結構，抗震設計，平面布置，建筑物

在進行建筑結構防震設計時需要結合建筑結構本身的特點，開展前期的設計工作，保證建筑能夠達到最高的防震效果，從而保障人們的生命安全，減少因地震帶給社會的經濟損失[1]。針對于多種建筑結構抗震設計來說，如何選擇一個最優的方案有效提高建筑物的抗震能力，成為了行業內關注的重點。

1 地震與建筑結構概述

1.1 我國地震設計規范

我國針對建筑物在抗震方面的設計已經得到逐步改善，2001年，我國頒布了《抗震設計規范》[2]，該規范不僅汲取了我國所發生的多次大型地震的經驗教訓，而且對建筑物的抗震能力進行了深入的研究，并提出相關設計方案，極大的提高了我國建筑物的抗震能力，從而有效的保證了人民群眾的生命安全和財產安全。《抗震設計規范》的實施，標志著我國建筑結構抗震邁向了一個新的階段。

1.2 地震與建筑結構關系

地震區建筑物結構直接決定著其抗震能力，如果建筑物抗震能力較強，在經過地震災害之后，相應的損失也會減小，反之，將會給人民的生活帶來極大的危害和困難。根據以往的案例可以發現，在建筑結構設計當中融入抗震的設計，能夠有效抵抗地震所帶來的巨大振動，如果沒有進行相應的抗震設計，建筑物就會在極短的時間內全部倒塌，這也在一定程度上威脅了人民的生命安全[3]。所以，必須在地震區將抗震作為建筑結構設計的重點內容，并在實際施工當中進行應用和實施，嚴格控制施工質量，將抗震設計作為保護人民群眾生命安全的保障。

2 建筑結構抗震設計的問題

2.1 抗震場地的選擇問題

要想使建筑物在地震后造成的損害最小，就必須對抗震場地進行合理的選擇。首先，必須對建筑物的地基進行選擇，這主要是由于地震是由地殼向地面發出的振動，地基是否牢固會直接影響到建筑物的質量和抗震性，所以，在進行地基的選擇時，應避開一些對于建筑抗震不利的地方，選擇一些有利于建筑抗震的地段。其次，應選擇一些土地堅硬、地質元素分布均勻的地段[4]，這主要是由于地震是一種地殼的變動，如果土地不夠堅硬，地質元素分布不均勻，就會在地震時產生極大的變化，穩定性不高，給建筑物帶來嚴重的破壞，反之，則會加強建筑物的穩定性，最大程度上減少由于地震對建筑物帶來的破壞。最后，盡量避免一些可能會發生泥石流、滑坡、地裂的地段進行建筑施工，地表的穩定性高也是提高建筑物抗震能力的一個重要方式。

2.2 建筑物平面布置規則問題

從理論方面來說，建筑物如果按照規則進行建筑，就會大大提高其安全系數，這是由于規則建筑符合抗震設計的要求，如果沒有任何建筑規則的設計方案，也是無法通過審核程序的。在《抗震設計規范》當中，明確指出建筑物抗震設計必須符合相關的計算模式，如果出現不規則建筑，則可視為不合格建筑。一般情況下，建筑物的主體抗側力規則一般包含四個方面：第一，其結構應該沿著豎向構成一個斷面，并且保證斷面之間的變化十分均勻，不要出現任何突然變化的情況；第二，由于建筑物主體抗側力存在兩個主軸，所以要確保兩個主軸之間的方向應該比較接近，尤其是在變形和剛度方面的距離方面；第三，在平面布置當中，必須保證建筑物周邊結構能夠和中心互相協調，剛度均勻，從而確保主體結構有較大的活動空間，這樣，一旦在地震發生時，較大的震動并不會對主體結構造成太大的損害；第四，平面布置必須要將主軸和剛度之間保持分布均勻，才能有效提高建筑結構的抗震能力。

2.3 抗震結構體系選擇問題

眾所周知，在建筑結構抗震能力設計當中最為重要的部分就是對抗震結構體系的選擇，不僅要求抗震結構體系具有較強的安全性，也應適度考慮其經濟性。一般來說，建筑結構設計大致分為三個：第一，合適的抗震體系應該保證建筑物組成部分受到震動損害之后，其整體的抗震能力并不會受到影響，所以，這就要求抗震設計當中使用內力重分布[4]，才能保證地震中部分受到損害無法工作之后，其余部分能夠將全部重力進行承擔，確保建筑整體的穩定性；第二，建筑物的承載能力必須十分高，但在保證承載能力的同時還應該具有良好的變形能力，這時我們可以依據當前混凝土型號方面的技術手段，將其打造成一個具有良好塑性內力重分布的能力，更好的起到抗震效果；第三，現代式建筑結構要想具備良好的抗震能力，其剛度和強度必須進行合理分布，只有這樣，才能有效避免由于地震所導致的建筑物局部變化，并且針對于框架方面的設計必須注意節點的問題，必須要確保節點不被破壞，才能極大增強建筑物的抗震能力。

3 提高建筑結構抗震設計建議

3.1 依據抗震等級優化抗震設計

我們知道，在進行建筑物結構抗震設計時，必須要參照地震的等級情況，才能針對性的對建筑的地基、梁柱、墻體等采取相應的預防措施，確保建筑物能夠在地震發生時，從至少三個方面對建筑物進行保護。主要包括對建筑物節點的有效控制，增強墻柱梁板的剛性和強度，并且設計師應該將梁柱的界面進行精確的計算，從而將其控制在一個合理的尺寸范圍之內，最后，對于鋼筋方面的要求是承載能力，保證鋼筋在較大震動狀態下仍然能夠發揮強大的支撐能力。

3.2 對地震力的吸收和傳遞進行合理設計

在對建筑物進行抗震設計時，必須著重重視建筑物對地震力的吸收和傳遞作用，這樣才能有效分解地震所帶來的破壞力。所以，在設計過程中，應將建筑物的墻柱梁板軸控制在同一個平面當中，這樣能夠保證建筑物自身形成一個具有雙向抗震的結構模式，一旦發生地震時，建筑物的各個組成部分會將這個破壞力進行傳遞，并逐漸吸收，最大程度上確保建筑的穩定性和安全性，有效提高建筑物的抗震能力。

3.3 抗震防線的多個設計

從正常建筑物的建筑設計來看，最多只會有一個抗震防線，但是針對于建筑物抗震設計來看，存在多個抗震防線，這樣才能有效提高建筑的抗震能力。從實際地震當中可以看出，多個抗震防線能夠起到更好的抗震效果，在時間較久、危害性較大的地震當中，一旦建筑物的第一道抗震防線被破壞后，建筑物的第二道抗震防線就會起到抗震的作用，以此類推，從而極大的增加了建筑物在地震當中的防御能力。需要注意的是，我國國土面積廣闊，不同的地區存在著不同的地質，在抗震防線的設計中應當針對當地的地質特點進行設計，才能使抗震防線在地震發生時發揮其真正應有的價值。

3.4 建筑物抗震標準的設計

由于各個地區所處的地理位置存在較大不同，其地震強度也會有所不同，在一些地震頻發的地區，如我國四川地區，經常發生一些或大或小的地震，所以，對于這些地區的建筑物抗震設計的要求就相對較高。在抗震設計考慮到多種因素之后，要在最終保證建筑的抗震水平達到規定的標準。隨著科學技術的不斷發展和進步，市場上出現了多種新型的抗震材料和技術手段，所以，合理的應用這些新材料、新技術，也是提高建筑物抗震標準的重要設計內容。

4 結語

在原有建筑結構抗震設計的基礎上，合理的選擇施工地點，并不斷提高建筑物的抗震等級和抗震標準，進行多個抗震防線的設計，確保地震過程中能夠對其所帶來的破壞力進行合理的吸收和傳遞，才能確保建筑的安全性，最終實現保障人民群眾的生命安全和財產安全的目的。

[1] 李 偉.建筑結構抗震設計若干問題研究探討[J].民營科技,2014(1):175.

[2] 楊甲奇.關于建筑結構抗震設計若干問題的探討[J].門窗,2014(2):99.

[3] 陳曉蕾.對于建筑結構抗震設計的思考[J].建筑·建材·裝飾,2014(19):39-40.

[4] 石文博.對工業與民用建筑結構抗震設計的若干思考[J].建材發展導向(上),2014(12):153-154.

[5] 孫浩國.關于建筑結構抗震設計若干問題的探討[J].中國科技博覽,2015(42):210.

On problems in seismic design of architectural structures

Duan Yaomei1Deng Nansha2

(1.Architectural Design Institute, Taiyuan University of Technique, Taiyuan 030024, China;2.PatentExaminationCooperationCenter,SIPO,Beijing100081,China)

The paper analyzes the relationship between the earthquake and architectural structures, indicates the problems in the seismic design for the architectural structures from the seismic site selection, buildings plane layout, and selection for the architectural structure system, and points out the suggestions for optimizing the seismic design of architectural structures, so as to ensure the safety of buildings.

architectural structure, seismic design, plane layout, building

1009-6825(2016)30-0067-02

2016-08-16

段耀美(1982- )，男，工程師； 鄧南沙(1983- )，女，碩士，助理研究員

TU352.11

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