建筑結構設計的抗震措施

摘 要：建筑物的抗震直接關系到人民的財產和生命安全，平時，沒有災難時，看似無關緊要，但是一旦震災來臨，就面臨生死攸關的大問題 ，因此，我們在對建筑物進行結構設計的時候，必須正視建筑物設計的抗震問題。

關鍵詞：建筑結構設計 抗震措施

引言

隨著我國經濟的快速進展，建筑物越來越多，也越來越高，在看作情況下必須做好抗震設計。抗震結構設計規范是設計人員在進行建筑結構設計過程中遵循的原則，使結構滿足強度.剛度.延性及耗能能力等方面的要求，以而實現“小震不倒.中震可修.大震不倒”的目的，但是在實際設計中，卻達不到看作效果。因此， 我們在對建筑物進行結構設計的時候，必須把建筑物的抗震問題放到非常重要的位置，并采取適當的措施，盡量避免地震對建筑物的損壞。

1.關于建筑結構抗震概念設計的概述

地震具有隨機性、不確定性和復雜性，要準確預測建筑物所遭遇地震的特性和參數，目前是很難做到的。而建筑物本身又是一個龐大復雜的系統，在遭受地震作用后其破壞機理和破壞過程十分復雜。且在結構分析方面，由于未能充分考慮結構的空間作用、非彈性性質、材料時效、阻尼變化等多種因素，也存在著不確定性。因此，結構工程抗震問題不能完全依賴“計算設計”解決。應立足于工程抗震基本理論及長期工程抗震經驗總結的工程抗震基本概念，從“概念設計”的角度著眼于結構的總體地震反應，按照結構的破壞過程，靈活運用抗震設計準則，全面合理地解決結構設計中的基本問題，既注意總體布置上的大原則，又顧及到關鍵部位的細節構造，從根本上提高結構的抗震能力。

2.建筑結構抗震設計的基本原則

為了確保建筑結構的整體性，最大限度發揮各構件的抗震能力，設計中應主要遵循以下原則：

2.1結構應具有連續性

在地震作用時，結構的連續性是能使結構保持整體性的主要手段之一。

2.2構件間的可靠連接應得到保證

保證各個構件承載力的最大限度發揮，建筑物抗震性能的提高，加強構件間的連接是關鍵，使其可符合地震時大變形的延性要求及傳遞地震力時的強度要求。

2.3房屋的豎向剛度應足夠

設計時，結構沿縱、橫兩個方向的整體豎向剛度須足夠，房屋基礎的整體性應較強，以便抵御地震發生時可能產生的地面裂隙穿過房屋及地基不均勻沉降所造成的危害。

3.建筑結構設計的抗震措施

3.1建筑場地的選址和地基與基礎設計

3.1.1建筑物的抗震能力與場地的選擇有緊密的聯系，實踐證明，由于建筑的場地的不同雖然是同種建筑物，但是破換的程度大有不同，建筑場地選址時應盡量選擇平原地帶，沒有斷層通過或是斷層交匯的地帶。

3.1.2地基與基礎設計在防震結構設計中起著重要的作用，由于是基礎工程，它設計的質量直接影響著整個設計的流程進行，要想是建筑順利進行，就要處理好地基沉降及承載力的問題，要調節好不均勻的沉降基礎，盡量減少影響地基沉降的因素，使其在承載力或是整體結構上達到規范性的要求

3.2選擇有利于抗震的體系的類型

建筑結構影響抗震的因素很多：使用功能的重要性，體系的類型（結構在平面與立面上的規則性、對稱性、整體性與剛度的均勻性以及材料類型）與施工因素等都會有所影響。

3.2.1建筑的體型要簡單，平立面布置宜規則。體型簡單和規則的建筑，受力性能明確，設計時容易分析結構在地震作用下的實際反應及其內力分析，且結構細部的構造也易于處理。所以這類結構遭遇地震后其震害相對都較輕。

3.2.2對于結構體系的類型，其規則性關系到建筑地震作用的產生、分配和傳遞，其建筑材料及結構體系對建筑物的固有周期和抗震延性有很大影響。扭轉不規則時，產生附加扭矩，即影響地震作用的產生；剛度不連續時，影響地震作用的分配；傳力構件不連續時，影響地震作用的傳遞。它們都對建筑的抗震不利。因此，對體型復雜、平立面特別不規則的建筑結構需要在適當部位設置防震縫，使其形成多個較規則的抗側力結構單元。否則，如為平面不規則的建筑結構（扭轉不規則，凹凸不規則，樓板局部不連續）或立面不規則的建筑結構（側向剛度不規則，豎向抗側力構件不連續，樓板側向承載力突變），則應進行水平地震作用計算和內力調整，并對薄弱部位采取有效的抗震結構措施。由于偶然偏心放大了結構的扭轉效應，因此扭轉不規則的計算應該考慮偶然偏心的影響，必要時設置防震縫。抗震規范的原則是：建筑防震縫的設置，可按結構的實際需要考慮。體型復雜的建筑，不設防震縫時，應選擇符合實際的結構計算模型進行精細的抗震分析，估計其局部應力和變形集中及扭轉影響、判別其易損部位、采取措施提高抗震能力。當設置防震縫時，應將建筑分成規則的結構單元。

3.3選擇合理的抗震結構體系

抗震結構體系的選擇，應根據建筑的設防烈度、房屋高度、場地、地基、材料和施工等因素結合技術、經濟條件綜合考慮。抗震結構體系應符合下列各項要求：

3.3.1宜有多道抗震防線。避免因部分結構或構件破壞而導致整個體系喪失抗震能力或對重力的承載能力。一般情況下，應優先選擇不負擔重力荷載的豎向支撐或填充墻，或選用軸壓比不太大、延性較好的抗震墻等構件作為第一道抗震防線的抗側力構件。結構體系中的抗震墻處于第一道防線，當抗震墻在一定強度的地震作用下遭受可允許的損壞，剛度降低而部分退出工作并吸收相當的地震能量后，框架部分起到第二道防線的作用，這種體系的設計抗震墻能夠承受大部分的地震力。對于強柱弱梁型的延性框架，在地震作用下，梁處于第一道防線，其屈服先于柱的屈服，首先用梁的變形去消耗輸入的地震能量，使柱處于第二道防線。為使抗震結構成為具有多道抗震防線的體系，也可在結構的特定部位設置專門的耗能元件。

3.3.2應具備必要的強度、良好的變形能力和耗能能力。如果抗震結構體系有較高的抗側力強度，但缺乏足夠的延性，則這樣的結構在地震時很容易破壞（如元筋砌體）。但如結構有較大的延性、而抗側力強度不高，在不大的地震作用下結構產生較大的變形（如純框架結構）。如果框架中設置抗震墻，使其抗剪力強度增加。則上述兩種結構的抗震潛力都增大了。

3.3.3宜具有合理的剛度和強度分布，避免因局部削弱或突變形成薄弱部位，產生過大的應力或塑性變形集中。對可能出現的薄弱部位，應采取措施提高。由于與之相連的梁水平寬度較小，且梁、柱截面中心線不能重合，按規范規定，當梁、柱中心線不能重合時，應考慮偏心對梁柱節點核心區受力和構造的不利影響。有試驗研究表明，當框架梁、柱中心線偏心距大于該方向柱寬的1/4時，在模擬水平地震作用試驗中節點核心區不單出現斜裂縫，而且還有豎向裂縫。

3.3.4薄弱部位鋼筋構造。對樓梯及天橋等部位的板鋼筋應雙層雙向拉通設置，以增強其連接作用。角筋配筋值較大在滿足柱單邊縱筋計算配筋后，可能會使得柱全截面配筋值偏小， 甚至達不到計算要求。此時，應增大柱單邊中部的縱筋配筋面積，以滿足計算要求。另：舞臺結構中框架柱的截面尺寸多較大，且多有夾層、樓梯等構件使得框架柱形成短柱。對這類短柱，箍筋應全長加密，縱筋連接宜采用機械連接，接頭區應盡量避開短柱區域。

4.結束語

地震作用影響因素極為復雜，它是一種隨機、尚不能準確預見、計算的外部作用。因此，我們設計人員在結構設計，特別是高層結構設計應正確的應用規范，把握好抗震概念設計，吸取新的理論知識，努力做到地震作用時結構“小震不壞，中震可修，大震不倒”。

參考文獻

[1]仲偉靜. 芻議建筑結構的抗震性設計.中國建筑金屬結構.2013.01