芻議建筑結構設計中的抗震設計分析

史曼柏

廣東華鼎新維設計工程有限公司安徽分公司 安徽省合肥市 230041

摘要：隨著社會主義市場經濟的發展、建筑科學技術的不斷進步，人們對高層住房要求越來越高，這就要求住宅高層建筑結構不僅要堅固耐用，而且要美觀。鑒于此，本文對建筑結構設計中的抗震設計進行了分析探討。

關鍵詞：建筑結構設計；抗震；設計

一、建筑結構抗震設計原則

1、結構抗震設計的目標

抗震設計時，要保證發生小地震時安全，不會給住宅造成毀壞；當發生中級地震時，住宅所受的損壞不大，不會為居民帶來安全威脅，并且住宅所損壞的結構可以修復并繼續使用；當出現大地震時，不會倒塌，可以給人們空間、時間及時逃離。結構抗震設計目標總得來講就是：小震安全可靠、中震損壞可修、大震高樓不倒。

2、結構抗震設計的原則

結構設計時要考慮幾個方面的因素，以達到優化結構抗震設計的目的。首先，住宅結構設計要具備一定的剛性和彈塑性，在地震力影響住宅時不會因為剛性過硬或者彈塑性過大，使得其的結構發生無法修復的形變。其次，由于強震都伴隨著不同程度的余震，這時就不允許住宅結構過度追求抗震能力，這會導致住宅剛性過大，而無法承受余震帶來的壓力，這就要求在抗震設計時既要抗住強震的破壞力，又要承受得了余震的多次侵擾。最后，為了避免剛性太小，導致住宅結構在余震攻擊下變形過大而無法修復，所以要求建筑具備延性良好的分體系，防止住宅在強震中集體崩塌。

二、建筑結構抗震的優化設計

1、建筑結構設計中常用的減震技術

建筑結構設計中使用到的消能減震技術，是使用建筑以外的部件，在一定程度上來加大建筑的阻尼，消耗地震產生的能量，避免建筑由于地震而遭受破壞。能夠減小地震能量，起到建筑安全保護的裝置與元件有很多，一般是各種不同的消能器與阻尼器，通常人們將這些裝置分成滯回型與粘滯型這兩類。現階段，減震技術已經得到了廣泛的應用，主要有下面這樣幾種情況。

1.1新建建筑的結構設計

伴隨人們防震減災意識的不斷加強，建筑結構的設計理念也隨著得到更新，人們對于建筑結構設計中的減震設計、隔震設計給予了更多的重視。設計人員在進行建筑結構設計的時候，除了可以對于建筑的基礎部分使用特殊方法進行處理外，還能夠通過安裝消能減震裝置或者是使用元件減輕地震對于建筑造成的影響，保障人民的人身安全和財產安全。

1.2對建成建筑的抗震加固

對于建筑的地基進行隔震設計的時候，施工人員需要在建筑正式開工之前就根據隔震設計的有關措施，對于相應的工作進行有效完成。最遲也需要在建筑施工的過程中，在建筑的關鍵位置安裝有效的隔震裝置。倘若在建筑建成之后，再想對建筑進行抗震加固，就需要使用增加阻尼的方式，在建筑結構上重新加強消能減震的裝置。消能減震裝置比較適合用在高層建筑結構、鋼結構之中，在建筑中，消能減震裝置業適用于建筑的各個部位，其使用較為廣泛，不僅僅能夠使用在建筑的上部結構中，也能夠使用在建筑的隔震夾層中。

2、建筑結構減震設計

新建建筑物結構設計。隨著社會不斷進步、經濟飛速發展，人們的生活水平日益提高，對建筑物也提出了新的更高要求。隨之，建筑結構隔震、減震設計已成為他們關注的焦點。在設計過程中，設計人員需要對建筑物基礎部分進行必要的特殊處理，充分利用各種消能減震設備。以此，來減少地震對建筑物的破壞，保證人們的生命財產安全，但其效果不如隔震層；對已建建筑物進行抗震加固。在對建筑物進行地基、基礎隔震設計的時候，需要具備一定的前提條件，要在建筑工程還沒施工之前，最晚也需要在施工過程中，在建筑物的關鍵位置安裝特別的隔震設備。不然的話，即使安裝了隔震裝置，在地震來臨的時候，也不能起到較好的效果。在建筑竣工之后，想要對其進行抗震加固，需要靈活應用增多阻礙的方法，即在建筑物相關部位設置消能減震設備。但這樣會增加建筑工程建設的施工成本，使工程造價超出預算，不利于實現最大化的經濟效益。在此基礎上，也會給工程施工帶來不必要的麻煩，主要是因為增多阻礙的施工程序非常復雜，施工難度較大。

3、住宅結構抗震體系

建筑結構抗震優化設計的關鍵技術就是建筑具備一個科學、合理的結構抗震體系。在建筑結構抗震體系的設計時，要充分分析住宅的場地、建造資金、可能發生的地震的性質，尋找最優的結構抗震體系。首先，分析可能發生的地震具備性質和破壞能力，其對高層住宅存在哪些潛在的危險因素，設計好住宅盡可能少地吸收地震的能量，可以在建筑頂層鋪設一層保護層———橡膠層，其可以緩沖地震帶來沖擊力，減少住宅所受的壓力，提高住宅的抗震能力。其次，高層住宅在結構抗震設計時，要設計好多個防震保護層，確保住宅在多重余震的侵擾下能夠安然無恙。這就需要首先選擇在整個住宅中不承擔重力負載的結構，如住宅的框架墻結構。住宅建造時要才有一定建造技術，提高住宅傳遞地震能量能力，減少受破壞的結構影響到整棟住宅的抗震能力。這就需要住宅建設時，要保證住宅結構抗震體系是一個完整的體系，內部各結構件雖然協同工作，共同構成抗震體系，但是各個結構間盡可能地相對獨立，不受太大的影響，保證其被破壞時不會殃及整個住宅。

3、建筑建造地理位置的選擇

建筑在建造前要選擇地理位置好的場地，減少場地不好給住宅帶來的危害。當沒辦法完全避開危險地段時，盡可能遠離容易出現地震的地段，避免在較危險的場地建筑甲、乙、丙類型的住宅。同時高層住宅的選址時，要提高勘察力度，充分了解由于場地的原因給住宅結構帶來的危害，在建造住宅時盡可能避開這些危害因素，保證住宅的安全性。

4、建筑的平面、空間的設計

建筑的結構抗震優化設計時，要結合最新的《建筑抗震設計規范（GB50011—2001）》的要求，保證選擇恰當的持力層。建筑平面設計時，要保證其的形狀和抗側力構件有規律、整體性，盡量避免使用軸壓比較大的鋼筋混凝土作為住宅抗震的第一個保護層。住宅結構抗震設計時，還有考慮其具備抵抗多個余震的襲擊，盡肯能地建造規則的住宅，提高住宅的固有頻率，降低地震對住宅整體的影響。住宅結構抗震設計時，能夠均勻分布剛度和強度，才有經濟、有效的設計方案，提高住宅的抗震能力。同時住宅結構抗震設計應該具備較容易分析地震對住宅的影響能力，以提高住宅維護的能力。

結束語

根據上文淺要分析建筑結構抗震優化設計的內容，首先，在設計其抗震系統時，要明確建造高層住在的目標、建造原則，抗震系統能夠做到小震安全可靠、中震損壞可修、大震襲擊不倒。其次，建筑結構抗震設計要合理，結構規則，剛性分布合理，各層間的位移有度，同時還要盡可能地保證幾何中心和剛心在同一軸線上，提高抵抗住宅的扭轉效應，保證住宅的安全。最后，根據住宅設計的目標和要點，建設符合住宅的結構抗震體系，保證整體的完整性和各個構件的獨立性。安全可靠的結構抗震系統就是優化住宅抗震能力，提高住宅的可靠性

參考文獻：

[1]趙真.抗震概念設計芻論[D].中國地震局工程力學研究所，2014.

[2]康冬虎.帶托柱轉換層鋼筋混凝土高層建筑結構基于性能的抗震設計[D].重慶大學，2014.

[3]宋陽.中歐建筑結構抗震設計規范對比[D].武漢工程大學，2014.

[4]朱麗昀.試論如何提高我國建筑結構設計中的抗震設計[J].科技創新與應用，2014，36：266.