建筑結構設計中的抗震設計

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摘要：地震是一種自然災害，具有巨大的破壞性，由于地震作用具有隨機性和復雜性，其對建筑造成的損壞具有不確定性。如果建筑物不具備足夠的抗震能力，當地震發生時將會對人們的生命財產安全造成嚴重的影響。由此可見，建筑結構的抗震設計至關重要。作者結合自身的工作實踐經驗，在本文當中分析了保證建筑結構抗震水平的先決條件，并對實現建筑結構抗震水平設計的具體措施進行了詳細的探討。

關鍵詞：地震；建筑結構；抗震設計

在人與自然的關系中，自然災害是人類需要經常應對的一個重要問題，其中，地震又以其突發性強破壞力大而被列為群災之首。地震作為破壞力最強的自然災害，其對于人們的生活及建筑物損壞的程度是毀滅性的，為了防止地震對人類生活及建筑物的過度破壞，實現對人類生命及財產安全的保護，對建設工程采取科學合理的抗震設防措施是降低地震災害損失的最有效途徑。建筑工程必須要在結構設計環節中做好抗震設計。近年來，在專家、學者的共同鉆研和努力下，我國建筑工程結構的抗震設計水平得到了顯著提升，抗震設計水平的提高幫助我國建筑工程結構的抗震安全性實現了突破。

一、保證建筑結構抗震水平的先決條件

1.1合理的選址

造成建筑物地震災害的原因是多方面的，場地條件是其中重要的方面之一，由于場地因素引起的地震災害往往特別嚴重，而且有些情況僅僅依靠工程措施來彌補是很困難的。因此在建筑結構抗震水平設計中，合理的選址是最基本的先決條件。為了保證選址的正確、合理性，我國政府部門已經出臺了《中華人民共和國減災抗震法》等法律條文，其中明確規定“對于有可能發生的重大建設性工程以及次生災害進行嚴格的地震安全指標評價，按照地震安全評價結果，明確相關建筑物的抗震設防要求，并對其進行分別設防”。建筑結構應根據其使用功能的重要性分為甲、乙、丙、丁類四個抗震設防類別，其中，甲類標準為：涉及國家公共安全的建筑工程和地震時可能發生嚴重次生災害的建筑，以及使用上有特殊要求的建筑；乙類標準為：地震中不能中斷使用功能，且必須要逐步恢復的建筑類型；丙類標準為：除甲、乙兩類建筑外的其他普通建筑類型；丁類標準為：抗震級別相對較低的建筑。

由此根據對國家相關法規的分析，在進行建筑物結構設計時，必須要選擇對建筑有利的場地，避免在不利地段建設大型民用建筑，以防止地震破壞隱患的出現。對于一些軟基地段，也必須要進行充分的處理，才能夠進行合適的建筑設計。另外對于地震可能引起的次生災害問題，也必須要予以正確的處理，進一步保證選址的正確性。

1.2科學的設計

當地震發生時，不同的建筑結構所受到的地震影響是不同的，為了最大限度降低地震災害的影響，建筑設計人員在抗震設計環節中，要根據當地地段的實際情況來進行建筑結構的選擇。目前，我國常用的建筑結構可以分為“鋼筋混凝土結構”、“砌體結構”、“鋼混結構”和“鋼結構”四種類型。通過對四種結構的比較分析得出，鋼筋混凝土結構的抗震能力相對較強，因為其自身具有較好的柔韌性，所以當建筑物因地震災害而出現應力變形時，鋼筋混凝土結構能夠依靠自身良好的承載力對其進行一定程度的控制，這是其它三種結構所不具備的優勢。近年來，高層建筑建設的增多，大大增大了其在地震災害影響下的水平位移和抗側移剛度，這在無形之中就加大了地震災害的影響，為了避免地震災害影響程度的增大，在設計和審核高層建筑抗震設計時，必須要考慮結構的側移度。

1.3 堅實的質量

地震作為破壞性超強的自然災害，想要最大限度降低其對建筑的破壞，保證建筑設計堅實的質量是最基本的防護措施。相比較而言，我國建筑設計水平發展較為緩慢，我們可以向地震多發國家借鑒學習，日本這方面做的就很好。日本在構筑高層建筑物的基礎中普遍采用“地基地震隔絕”技術，在建筑物底部安裝橡膠彈性墊或摩擦滑動承重座等抗震緩沖裝置。為了提高傳統木結構房屋的抗震能力，日本最普通的民宅也是箱體設計，地震災害發生時房屋可以整體翻滾而不損毀。比如日本大京公司的一座號稱日本最高（地上55層、高185米）的崎玉縣川口公寓，使用了與美國紐約世界貿易中心相同的cft（鋼管），確保了抗震強度。這種鋼管的直徑最大達800毫米，厚度達40毫米，而且鋼管中還注入了比通常混凝土強度高3倍的高強度混凝土，該公寓共使用這種鋼管168根。為了保證建筑結構抗震水平，必須要在建筑抗震設計環節中科學的運用抗震理論，根據相關設計原則，利用有效措施來提高建筑結構的可靠性與安全性。

二、實現建筑結構抗震水平設計的措施

2.1基礎性防震措施應用

基礎性防震措施根據建筑的結構的不同位置有著不同的措施：

（1）地基隔震。地基隔震是在建筑地基與土層之間設置緩沖層，以便在地震發生時減小建筑與土層之間的震動碰撞，實現對震能的有效吸收和反射作用，減小地震對建筑物的破壞。目前，我國最常使用的地基隔層為瀝青原料隔震層。

（2）基礎隔震。基礎隔震是整個建筑結構抗震設計中的關鍵，想要降低地震對建筑物的破壞，就必須要做好基礎隔震措施。在對建筑基礎采取抗震措施時，為了減小地震對上部結構的破壞，需要在建筑物的上部結構和基礎位置接觸處設置隔震層，防止地震力由地基處向上部結構傳播，降低地震對建筑上部結構的破壞。基礎抗震裝置一般采用混合隔震裝置、基底滑移隔震裝置和夾層橡膠隔震裝置等。

（3）間層隔震。間層隔震是為了吸收地震的沖擊余力而設置的，間層隔震的有效設置能夠對震力進行再次削減，以達到降低地震對建筑的破壞作用。間層隔震一般都安裝在原始結構層上，其實我國最早使用的的抗震措施，具有施工操作簡單的優勢。

（4）懸掛隔震。懸掛隔震是通過懸掛的方式，將建筑物全部或部分結構脫離地面，從而在地震出現時，降低地面震動與建筑物之間的震力作用。目前，此種抗震措施多用于大型鋼結構建筑當中，收到了較為不錯的抗震效果。

2.2機敏減震支撐體系

機敏減震支撐體系是集成現代科技技術的防震系統，其利用活塞運動的原理，對建筑結構進行設計。在地震災害發生時，保證建筑結構中的內、外鋼能夠通過不斷的滑動來消減地震的破壞力，減輕震力破壞和消耗地震作用力的傳導。目前，這項技術還在不斷的研究和完善當中，相信其很快就能夠實現有效的應用，為建筑抗震設計水平的提升做出貢獻。

2.3 效能減震技術應用

效能減震是實現對地震所產生動能的消耗，來減輕地震能的傳導大小，從而降低其對建筑物的破壞程度。目前，在此技術方面一般采用消能器和阻尼器，兩種器械都能夠實現地震能量的有效消耗和吸收，減小震力對建筑主體的破壞，以達到對建筑主體結構安全、穩性定的保護。目前，效能減震技術在我國建筑防震設計中得到了有效的應用，其在新建筑的防震設計和舊建筑的抗震加固方面，都起到了良好的效果。

三、總結

綜上所述，建筑工程作為人類工作、學習和生活的基本場所，其對于人類正常生活秩序的重要性是不言而喻的。為了實現對人類生活正常秩序的有效維持，保證人類的生命及財產安全，做好對建筑結構的抗震設計是對建筑設計、施工企業的基本要求。在實際設計過程中，為了能夠將抗震設計的功能性最大限度發揮出來，設計人員應多分析此前的抗震設計經驗，結合實際建筑的特點，來進行科學的抗震設計，為提升建筑結構的抗震水平打下良好而又堅實的基礎。

參考文獻：

[1]王鑫，聶桂蘭.靜力與動力彈塑性分析在超限高層建筑結構抗震設計中的應用[J].中國西部科技，2009（23）：17-19.

[2]趙宏偉.房屋建筑結構設計體系選型及抗震設計探討[J].山西科技，2012（05）：31-32.

[3]楊克家.帶加強層高層建筑結構抗震性能及基于性能的抗震設計方法研究[D].西安建筑科技大學，2008.