試論建筑結構抗震設計的問題及改良方案

摘要：建筑結構如果抗震性能太低的話，遇到等級較強的地震，就會造成巨大的財產損失和人員傷亡。因此，工程行業已經越來越重視建筑結構的抗震設計。但是，有關的建筑設計的技術人員對地震破壞建筑物的過程以及原因還沒有一個充分的認識，所以不能夠設計出精確的抗震方案。文章對建筑結構設計中存在的主要問題進行了探討和分析，并提出了相應的改良方案，為以后建筑結構抗震設計提供一些參考。

關鍵詞：建筑結構；抗震設計；存在問題；改良方案；房屋建筑 文獻標識碼：A

中圖分類號：TU352 文章編號：1009-2374（2015）03-0044-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0214

我國是一個地震災害比較嚴重的國家。隨著科學技術的不斷發展，我國的建筑結構抗震設計的方法隨著結構試驗、結構分析、地震學以及動力學的發展也在不斷的進步，在不斷學習國外經驗的基礎上，我國的震害調查、強震觀察的方法在不斷的成熟。但是，如何從我國的社會發展和地震環境的實際情況出發來提高建筑結構抗震性能，從而保持建筑物更加合理經濟、安全可靠，是結構抗震設計中的一項重要的任務。

1 建筑結構抗震設計中的問題

1.1 選擇建筑抗震場地的問題

如果施工的條件相同，不同工程地質條件下的建筑物在地震時會受到明顯不同的破壞程度。所以，選擇一個好的建筑場地是提高建筑物抗震性能的重要基礎，在場地選擇的過程中，要降低地震災害，盡可能地避開工程地質不良的抗震場地（比如河岸、邊坡邊緣、高聳孤立的山丘、非巖質陡坡、濕陷性黃土區域、液化土區域），選擇有利的建筑場地（比如中等風化、微風化的基巖，不含水的粘土層，密實的砂土層）。如果實在無法當避開不利區域的話，應該在場地采取抗震加強措施，應根據抗震設防類別、濕陷性黃土等級、地基液化，來采取措施提高地基的剛度和整體穩定性。比如，如果建筑地基的受力層范圍處在嚴重不均勻土層、軟弱粘性土層、新近填土時，要合理估計計算地基在地震時形成的不均勻沉降，從而采取加強上部結構和基礎的處理措施或者加固地基、樁基的措施來加強地基的承

載力。

1.2 選取房屋結構抗震機制的問題

1.2.1 房屋結構機制應有科學恰當的強度與剛度，能夠有力地規避房屋結構由于突然變化或者個別位置減弱構成薄弱位置，引發太大的應力聚集或者塑性產生變化聚集；對于或許形成的脆弱位置，應采用提升抗震水平的手段。

1.2.2 在房屋架構機制中應設計有科學的地震功能傳送通道與確定清楚的核算簡圖。另外，設置縱向房屋構件時，應盡量保持在垂直重力負荷作用下縱向房屋構件的壓應力多少平均；設置樓層蓋梁機制時，盡量保證垂直重力負載能夠通過距離最小的途徑傳送到縱向構件墻或者柱子上；設置轉換架構機制時，盡量保證從上面架構縱向構件傳過來的垂直重力負載能夠通過轉換層完成再次轉換。

1.2.3 在選取房屋架構機制時，應重視防止由于一些構件或者架構的損壞而讓總體房屋架構失去對重力負載的承受性能與抗震性能。房屋架構抗震設置的基本準則是架構應該具備內力再次分攤作用、優秀的變形性能、一定的贅余度等。進而在地震出現時，一些構件即便出現問題，其他構件仍然可以承載縱向負載，提升房屋架構的總體抗震穩固性。

1.3 房屋架構平面設置的規則性與對稱性問題

房屋的平面與立體的設置應遵照抗震理論基本設置準則，通常運用規則的房屋架構設置方案。依照房屋結構抗震設置規范的標準，對平面不規則或縱向不規則，或者兩者均不規則的房屋架構，應運用空間架構的核算模式；對樓板部分區域連接不暢或者表面凹凸不成規律時，應運用相對應的貼合樓層強度剛度變動的模型；脆弱位置應當注重相對應的內力加大系數，而且依照規范標準來對彈塑性形狀改變加以剖析，脆弱位置應采用抗震構造手段。

在房屋架構的抗震中，對稱性是不容忽視的。對稱性包含房屋平面的對稱、品質分布的對稱及房屋架構抗側剛度的對稱三個部分。保證這三個方面的對稱中心為同樣的位置是最優的抗震設置方案。國內的房屋結構中，架構的對稱性通常指的是抗側力主要架構的對稱。對稱的房屋架構有框架架構、簡體框架架構等。

房屋架構的規則性體現在以下四點：

1.3.1 在平面設置房屋抗側力的主要架構時，應當保證周圍結構與中心的剛度與強度平均分布，讓房屋的主要架構維持較強的強度與抗扭剛度，很大程度上防止了房屋在風力較大或者地震的扭矩影響下而產生很大的形狀改變造成非架構構件與架構構件的損壞。

1.3.2 在平面設置房屋抗側力的主要架構時，還應當重視保證同一主軸方向的所有抗側力架構剛度與強度位于平均形態。

1.3.3 建筑結構的抗側力主體結構沿著構成變化和豎向斷面也要保持均勻，避免出現突變。

1.3.4 建筑結構的抗側力主體結構的兩個主軸方向也要有比較接近的強度和剛度，還要有比較相近的變形特性。

總體來說，在建筑結構抗震設計中，一定要對建筑平、立面布置的規則性加以重視，在實際的工程中還應該對建筑結構抗震設計的規范規定給予高度的重視。

2 提高建筑結構抗震能力的改良方案

（1）對地震外力能量的吸收傳遞途徑進行恰當合理的布局，保證支墻、梁、柱的軸線處于同一平面，形成一個構件雙向抗側力結構體系。在地震作用下構件呈現出彎剪性破壞，有效地使建筑結構的整體抗震能力得到提高。

（2）要按照抗震等級來對梁、柱、墻的節點采取抗震構造措施，保證在地震作用下建筑物結構可以達到三個水準的設防標準。按照“強節點弱構件”、“強剪弱彎”、“強柱弱梁”的原則，來合理選擇柱截面的尺寸，注意構造配筋要求，控制柱的軸壓比，確保結構在地震作用下具有足夠的延性和承載力。

（3）進行多道抗震防線的設置。在一個抗震結構體系中，在地震作用下一部分延性好的構件可以擔負起第一道抗震防線的作用，而在第一道抗震防線屈服后其他構件才逐次形成第二、第三或更多道抗震防線，有效提高建筑結構的抗震安全性。各地區要根據所處區域的地質特征，提高抗震設防標準。

（4）在可能發生破壞性比較強的地震區域，建設、地震、科技等部門要對建筑技術規范進行嚴格的規定，從施工保障、材料選用、規劃設計、建房選址等方面來加強監督檢查和技術指導，保證建筑設施能夠符合抗震設防的基本要求。

（5）根據地震地區本身建筑物的特點來積極引用抗震減災新材料、新工藝、新技術，并且借鑒發達國家的技術和經驗，將其推廣應用到建筑抗震設計中。

（6）建筑結構抗震設計的管理者以及實施者也對建筑的抗震能力起到很大的作用。所以，必須提高抗震設計工作人員的整體素質，提升整個建筑的抗震工程

質量。

3 結語

經過多年來對建筑結構中抗震設計的研究，我國的抗震設計方法已經逐漸趨于成熟，但是還有許多需要完善的地方。我們要在嚴格按照建筑抗震規范要求的基礎上上，科學地合理地進行建筑抗震設計，保證建筑物的穩定性和可靠性，促進我國建筑結構抗震設計向著高水平方向發展。

參考文獻

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[2] 胡潔.淺析建筑結構抗震設計[J].科技創新與應用，2012，（6）.

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作者簡介：伍蘭（1982-），男，重慶何方城市規劃設計有限公司助理工程師，研究方向：結構設計。

（責任編輯：秦遜玉）