當前建筑結構抗震設計分析要點

文/ 肖良才　湖南省建筑設計院　湖南長沙　410011

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當前建筑結構抗震設計分析要點

文/ 肖良才湖南省建筑設計院湖南長沙410011

【摘要】人類面臨的災害當中，地震災害的影響是比較大的，因為它有很強的突發(fā)性。目前尚且無法對其進行準確的預報，強烈的地震會帶來巨大的人身傷害和財產(chǎn)損失。因此，建筑結構的抗震設計顯得尤為重要，要求當前結構工程設計人員熟練掌握和正確運用建筑結構的抗震設計分析要點，設計出符合抗震性能要求的建筑結構，并采取有效抗震措施從而進一步避免地震帶給人類的災害。

【關鍵詞】結構抗震設計；分析要點；抗震性能要求

引言

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，城市化進度的加快，建筑工程也逐漸增多。從當前的實際情況來看，由于我國地質條件的復雜性，建筑工程施工存在一定的困難性。為了保障工程的質量，就要對建筑工程的地質條件進行精準的分析，采用科學有效的方法進行抗震設計的分析，使建筑物的抗震性能得到真正的提高，進而使建筑的穩(wěn)定性和可靠性得到保障。

1.選擇合適的場地

建筑的抗震設計中，最重要的一點就是要選擇好建筑的場地。建筑物在地震中受破壞的程度與地質情況直接相關，地質情況不同，破壞程度也是不一樣的，所以必須選擇合適的場地進行施工，這樣才能最大程度地減輕地震對建筑物的破壞。在建筑場地選擇的過程中，要綜合考慮實際的地震活動狀況，對地質情況做合理的調查，得出準確的數(shù)字，并且以此項調查為前提和基礎，對所選的場地做全面的、細致的分析與評價，做好所選地段的抗震設計等級的評估工作。通過評估，盡可能的回避那些受地震影響較為嚴重的場地，像容易液化的土質、軟弱土質、較高的又相對孤立的山丘地帶、非巖質陡坡以及邊坡邊緣等地段；而對于無法規(guī)避的場地，要考慮地震作用時地基不均勻沉降或其他不利影響，并采取合理的抗震加強措施，比如可結合加強基礎與上部結構的方法進行。總體來說，在進行建筑場地選取的過程中，巖石或者是基土密度較高的土質是最適合進行抗震設計的，盡可能的規(guī)避軟性地基土，這樣對建筑物的抗震性能的提高使非常有利的。

2.抗震建筑結構相關材料?的選擇

建筑結構材料質量的高低，直接決定著地震災害發(fā)生時建筑物的安全性。鋼筋的韌性相較于別的材料來說，韌性更高一些，因此比較適合使用到抗震設計的建筑當中，如果鋼筋的受力主要來自于縱向力的話，則要對鋼筋進行熱軋?zhí)幚恚饕蠬RB335級和HRB400級以及強度更高的高性能鋼筋；對于箍筋，則是以HRB335，HRB400級熱軋鋼筋為佳。在建筑結構材料中，其抗震性能是必須考慮的因素，同時要將建筑成本與抗震性能的最佳平衡點找準，盡可能的用最低的成本投入獲得最佳的抗震效果。

3.建筑結構的規(guī)則性

在建筑結構設計中，要保證建筑結構的規(guī)則性，從而使其承載力均勻分布，提高建筑的抗震性能和可靠性。盡量避免不規(guī)則的建筑結構平面，防止建筑在地震災害中倒塌。

3.1建筑結構平面力求簡單規(guī)則

在進行設計時，應該選擇較為規(guī)整的建筑結構平面布置，這樣才能使建筑在地震災害發(fā)生時所受的地震力分布均勻。比如平立面不宜有凹角結構的存在，如果凹角是不可避免的，就需要滿足一定的設計條件，即房屋平面的突出部分的長度與寬度比要適中，長度最好與寬度相當，與該方向的總長度差不能超過百分之三十。房屋立面局部收進的尺寸大小也要合適，不能超過該方向總體尺寸的百分之二十五。房屋平面的總長度不能太長, 結構平面的長寬比不能太大。

3.2建筑平立面的剛度和質量分布力求對稱均勻

在抗震概念設計中，最重要的一項原則就是要確保對稱和均勻。如果結構不夠對稱，那么在地震發(fā)生時，發(fā)生扭轉的情況就會十分明顯，不利于建筑的抗震性。在設計時要計算出薄弱側的較大位移及構件的內力和變形，并采取相應措施進行加強。

4.增強建筑物的剛度及整體性

建筑結構的抗震能力的具體情況與結構的剛度和整體穩(wěn)定性密切相關。現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板及屋蓋可消除滑移、散落問題，具有整體性好、水平剛度大的優(yōu)點，是較理想的抗震構件，可以增大樓板的剛度，增強房屋的整體性。因此，現(xiàn)在較為理想的增強建筑結構剛度和整體穩(wěn)定性的方法就是采現(xiàn)澆樓、屋蓋，除此之外，還可以在適當?shù)牟课辉鲈O構造柱，配置構造鋼筋，設置配筋圈梁。通過上述方法，可在一定程度上使結構空間的剛度得到增強，使結構整體的穩(wěn)定性得到提升，使建筑的抗震性能也得到相應的提高。

5.隔震和消能減震設計

常規(guī)建筑只需要滿足普通抗震需求即可，但是有些特殊建筑對于抗震性能要求較高，特別在隔振、消能減震等方面提出了更高要求。首先要考慮場地因素，選擇土質密實度較高的地基，降低共振發(fā)生幾率，從而減輕地震發(fā)生時建筑遭受的破壞。其次要對原材料進行合適的選取，建筑材料一定要在隔振、消能方面具有特別好的延性，這樣能夠使建筑不會太多的受到地震的破壞。

6.保證結構的延性

建筑結構的延性與結構的強度的重要性是一樣的，因為在較強的地震災害中，建筑結構主要靠延性來抵抗非彈性變形，防止倒塌。

為了使鋼筋混凝土結構具有相應的延性，通過需要經(jīng)過三個步驟來實現(xiàn)，分別是選取一個合適的可以接受的塑性變形機構；采取必要的措施增強各個類型的結構構件的抗剪能力；通過箍筋加密的方式，使軸壓比得到有效的控制，確保可能出現(xiàn)塑性鉸的位置具有所需要的塑性轉動能力和塑性耗能能力。

7.常用的加固設計

為了使建筑結構的抗震能力得到切實的提高，應該結合建筑結構的實際情況進行相應的加固措施的采取，要想選擇合適的加固方法，應從以下幾個方面進行考慮：對于結構設計中存在的問題，應使用具有較高抗震能力的構件代替原有構件，或者是根據(jù)實際情況增加構件，對建筑進行加固；如果建筑設計的承載力需要提高，那么就可以利用原截面擴大和構件的增設等方法來完成；對于那些建筑結構的部分構件，可以有針對性做以調整，適當?shù)募庸蹋瑏矸稚⒌卣饡r產(chǎn)生的能量，進而降低破壞性。

8.建筑結構參數(shù)分析

參數(shù)設計指的是計算地震作用和房屋各構件的地震響應情況。進行結構設計時，應結合建筑結構的實際情況,建立精準的計算模型與數(shù)據(jù)庫，根據(jù)設計要求進行正確的計算與合適的處理。在進行較為復雜的建筑結構的計算的時候,需要采用兩個以上的不同模型,還要與實際相結合，采取相適應的計算理論。對分析出的結果應該經(jīng)過結構設計人員的判斷，在保證科學、合理后方可用于實際工程設計。復雜高層建筑抗震計算時宜考慮扭轉效應,同時振型數(shù)應結合具體實際工程要求,使計算振型數(shù)實際參與質量百分比不少于90%。總之,建筑結構計算由于數(shù)據(jù)量較大，需要計算機進行多次分析，并且根據(jù)計算結果,進行科學分析，不斷的調整,才能得到較為合適的結果,從而使建筑物在地震災害中的安全得到切實的保障。

結語：

隨著時代不斷發(fā)展，我國建筑行業(yè)有了長遠的發(fā)展，建筑質量隨之提高，而建筑的抗震設計是建筑質量得以保障的基礎。世界各國在結構抗震設計方面做出了很大努力，并取得了突出的成績，但是地震災害的發(fā)生存在較強的不確定性，因此對當前建筑結構抗震設計提出了更高的要求。在建筑抗震設計中，設計人員應從結構整體的角度出發(fā)，結合抗震設計分析要點，創(chuàng)造出更加安全、實用、經(jīng)濟美觀的建筑。

參考文獻：

[1]孟凡友.建筑結構設計中的抗震設計[].城市建設理論研究，2014.

[2]楊克家，梁興文.帶加強層高層建筑直接基于位移的抗震設計(Ⅱ)[J].地震工程與工程振動，2011.

[3]侯煒，郭子雄.鋼筋混凝土核心簡基于位移的抗震設計方法研究[J].應用基礎與工程科學學報，2014.