淺析建筑結構設計中的抗震設計

【摘要】本文簡述了建筑結構中抗震設計的基本情況，分析了抗震設計在建筑結構設計中的重要性及設計原則，并重點對建筑結構設計中抗震設計的要點進行了探討。

【關鍵詞】建筑結構設計；抗震設計；要點

近些年盡管我國經濟發展程度正在不斷加大，但是由于各種自然災害問題的頻出，尤其是地震問題，造成我國人民的生命財產安全受到一定的威脅。地震災害的出現往往會帶來巨大的毀滅，但是這種災害問題是很難人為控制或者是預測的，所以很難從根本上防護這一問題，由此有效將抗震設計方法融入到建筑項目結構設計過程中，提升建筑的抗震性能，保證建筑的穩固程度，具有一定的現實意義。

1、建筑結構中抗震設計的基本情況

眾所周知，地震的產生具備非常大的不確定性和復雜性，就算是特別正確的測震儀器通常也做不到穩操勝券。所以，作為一個龐大而又繁雜系統的建筑物，在地震發生的時候，它的構造方面也許會出現許多復雜的改變。因此說，建筑構造中的抗震設計程序中不具體完全憑借于“計劃設計”來實施解決，而是需要我們立足于建筑項目抗震理論與項目抗震的現實經驗，從“概念設計”的方面來看待建筑構造的整體抗震能力和反應，抗震設計人員要依照建筑構造的破壞經過靈活的應用抗震設計方法，全面地開始處理虛構設計當中發生的部分問題，不但要考慮到建筑整體布局的原則，也要顧慮到各個重要細小位置的結構，從而從根本上提高建筑物的抗震能力。

2、抗震設計在建筑結構設計中的重要性

地震災害是危害最大的自然災害之一，同時也是對建筑工程結構傷害最大的危害，如何提高建筑結構抗震性能已經成為困擾眾多建筑結構設計人員的難題。在人類史上，發生的地震災害都造成了嚴重的人員傷亡和經濟損失，如唐山大地震、汶川地震等。隨著全球化、城市化發展進程的加快，許多國家、城市高層建筑的數量不斷的增加，城市人口密度也在不斷的增加，過多的人和財富都集中在一個區域，一旦該區域發生地震災害，其在成的人員傷亡和財產損失是不可估量的。地震是一種自然災害，現階段的科學技術手段并不能夠完全準確的預測地震災害的方法，并且也沒有相應有效的防止對策。針對地震這種不確定、危害性的大自然災害，世界各國的地震工程界都進行了深刻的反思——如何利用現有的抗震思想和技術降低地震給建筑帶來的損失。目前，全球90%以上的國家進行建筑抗震設計堅持的原則為“小震不破壞建筑結構、中震建筑可加固、大震建筑不倒”，該抗震原則的廣泛推廣和應用，在很大程度上提高了建筑結構的抗震性能。但是，在小、中地震災害發生時，會導致出現建筑部分結構功能喪失的現象，由于建筑內的技術裝備、裝飾等費用超過建筑結構本身的費用，其造成的經濟損失是不可估量的，由此可見加強建筑結構抗震設計的重要性。

3、建筑抗震結構設計的基本原則

3.1 抗震的防線要盡可能性地安排

抗震防線要盡可能地安排，這樣讓多個延展性相對好的分體也能夠產生完整的抗震的結構與系統，應用這樣一個具備延展性的結構構件實施一定的合作，也能夠讓這樣的框架產生一個優良的結構。在通過了級數相對大的地震以后，隨后還會有余震。假如只設計了第一道防線，那么余震非常可能會給建筑物再帶來非常大的風險，也許會導致建筑物的倒塌。假如設計合理，能夠在很大程度上提高建筑物的抗震強度。

3.2 構件間的可靠連接要獲得保障

確保每一個構件最大限度的發揮承載力，提高建筑物抗震功能，重點是增強構件間的連接，讓其可以跟地震時大變形的延性要求和傳遞地震力時的強度要求相符。

3.3 房屋要有足夠的豎向剛度

設計時，構造沿縱、橫兩個方向的整體豎向剛度要充分，房屋基礎的整體性要相對強，方便抵御地震產生時也許會形成的地面裂隙穿過房屋和地基不平均沉降所導致的危害。

4、建筑結構設計中的抗震設計要點

4.1 合理的選擇建筑場地

建筑的抗震功能是依據一定的規范來實施評價的。當建筑環境存在相對大的產生嚴重地震災害的潛在威脅時，建筑的抗震功能也要有所提升。依據抗震功能的評價結果，需要對建筑實施必然的抗震預防。在建的建設中，選取準確的施工場地可以有效地把建筑的抗震功能提高，保證建筑的安全性與穩定性。當建筑在土質相對疏松、頻發地震的區域實施建設時，要合理地提高防震性能的設置，避免建筑發生沉降、傾斜等情況，影響住戶和有關人員的生命財產安全。

4.2 建筑結構的規則性

為了確保建筑的可靠性和其所承載的力量的分布平均，在實施建筑構造設計過程中，務必要盡量確保建筑構造的規則性，而且也要讓抗側力構造盡量確保簡單化。在選取建筑構造平面布置圖形時，要選取相對規整的圖形，于只有規則的圖形，才可以讓建筑在面對地震產生時所帶來的承載力的平均分布。對于小規則的建筑構造平面，要盡量預防，由于小規則的建筑平面容易導致建筑構造質心和鋼心間的交錯，這樣的建筑在面對地震時，容易形成鋼心距離相對大，剛性小足，最后建筑將會面對倒塌的危險。

4.3 選取合理平面和立面布置

在建筑物的構造設計的經過當中，建筑結構在現實設計經過中的結構設計剛度與建筑結構設計的抗震能力中，在建筑物遭受水平地震作用的狀況之下，建筑物結構設計要是雙向的，在設計師實施建筑結構設計抗震的構造布置上，建筑結構要能能夠抵抗所有方向的地震。在建筑設計范圍中，設計師在建筑構造設計經過中所說的在建筑結構設計上的簡單性，它是對在地震時結構所具備明確與直接傳力形式。建筑師在現實建筑結構設計的經過當中對于建筑構造整體性的掌握和建筑結構在設計經過中的協調性與統一性。這是在建筑行業范圍中的建筑設計師要掌控最基本的建筑原則。

4.4 選取合理的結構方式

選取合理的抗震結構系統：①要有多道抗震防線，防止由于部分結構或構件破壞而造成整個系統喪失抗震能力；②要具有優良的耗能、變形能力與必要的強度。一個沒有充足延性，只有相對高的抗側力強度的抗震構造系統，在地震時非常容易遭到破壞；③結構剛度與強度分布要合理。結構系統要具備合理的剛度與承載力分布，防止由于部分削弱或突變產生薄弱位置，形成太大的塑性變形集中，對可能會發生的薄弱位置，要使用措施把抗震能力提高。

4.5 剛度、承載力與延性的匹配

鋼筋混凝土剪力墻系統的特征為抗側移剛度大，自振周期相對短，地震作用相對大。如果增加墻厚與數量、橫墻間距減小，則增加剛度，但加大地震反應，剪力墻也許會由于承載力不足而破壞。建筑并不是越剛越好，二者要互相匹配。框架- 剪力墻系統的自振周期的大小決定于抗震墻的數量。框架系統的特征為抗側移剛度小，水平側移大，構造周期相對長，地震反應也小。因為水平側移大，增大效應并隨高度增加而累積，會導致承載力不足而破壞。剛度和延性對于有框架與抗震墻或由框架與支撐組成的雙重系統中；框架剛度小，承擔的地震剪力小，而彈性極限變形大；墻體或豎向支承剛度大，承擔的地震剪力大，而彈性極限變形小。

結語：

總而言之，地震災害對建筑安全以及人們的生命、財產安全造成巨大的威脅，在進行建筑結構設計過程中必須充分的認識到抗震設計的重要性，并嚴格的控制抗震設計的各個要點，以便于更好的提高建筑結構的整體抗震性能，為建筑安全以及人們的生命、財產安全保駕護航。

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