建筑結構設計中抗震設計探討

呂慶英

【摘要】：地震所具有的破壞性不僅對人類的安全造成極大的威脅，而且會給人們的生產生活造成重大損失，抗震是建筑結構設計中的重點內容，在建筑結構設計中，必須提升建筑結構的整體抗震性能。地震作為一種自然災害，其帶給人類的危害是巨大的，為了盡量減少地震的危害，本文針對建筑結構設計中的抗震設計加以分析。

【關鍵詞】：建筑結構工程；建筑結構設計；抗震設計

1、建筑結構抗震設計存在的問題

1.1明確建筑結構抗震設計概念的問題

抗震防震的宗旨是大震不倒（指連續倒塌）、中震可修、小震不裂。我們的建筑結構抗震設計也是這個目標。地震的能量是巨大的幾乎難于估量，即使設計很厚的鋼筋混凝土墻來抵抗地震，不但勞民傷財，反而吸收的更大地震的能量，地震災害來臨更易破壞。實踐證明硬碰硬是不行的，以柔克剛雖然能消耗地震的能量，但這樣的建筑會產生很大的位移變形，人們生活居住也接受不了。我們通過震害調查，仔細研究建筑結構后，不完全靠計算，在建筑的關鍵部位加強人工干預抗震設計，并有意適當設置地震薄弱部位，消耗地震能量、拖延震害過程。

1.2不夠重視建筑抗震的問題

近些年來，我國連續發生了不少大大小小的地震，這些地震所造成的直接影響就是給人們的生命、財產安全帶來了無可彌補的損失，造成該損失的大部分原因是我國已有的建筑物缺乏足夠的抗震性能。另外，還有一些建筑的設計人員不夠重視建筑結構抗震設計的重要性，在確定設計方案時不夠重視建筑結構設計中的抗震設計的合理性，導致設計方案中的抗震設計內容被忽視，這種情況在一些改建，擴建工程中尤為普遍，在地震災害來臨時就會留下致命的隱患。因此，這就要求建筑結構設計人員在建筑結構設計的時候，要嚴格按照抗震規范的條款，根據該地區的自然條件來選擇恰當的抗震級別和合理的抗震構造措施；必須考慮怎樣能最大限度的提高建筑物的抗震性能，從而確保人們的生命財產安全。

1.3建筑結構抗震設計驗證問題

為了檢驗建筑抗震結構分析結果的合理性、有效性，目前可采用三種驗證手段：進行建筑抗震模型試驗；對建筑地震反應監測；對建筑震害研究。實踐是檢驗真理的唯一標準，試驗是實踐的一種近似體現。與航天工程、機械工程領域相比，由于建筑結構體型龐大，幾乎不可能完成足尺建筑結構的抗震加載試驗，因此通常采用建筑抗震模型結構試驗。近幾年，國際上陸續舉辦多次不同類型建筑抗震結構的盲測試驗，以檢驗現有的各種抗震設計計算模型的模擬方法。試驗結果表明采用不同軟件甚至采用同一軟件所模擬的建筑結構抗震設計結果相互都存在一定的差異，這也說明我們目前的結構地震反應分析還有待進一步的完善。

1.4建筑結構設計人員的意識問題

現在不少的建筑結構設計人員不具備扎實的專業知識，缺乏足夠的專業設計能力，導致設計出來的建筑物缺乏足夠的抗震性能，留下一定的抗震安全隱患。另有一些建筑結構設計人員抗震安全意識不足，建筑設計時強調、注重建筑的外觀美感，輕視建筑抗震整體協調問題，也對該建筑留下了一定的抗震安全風險。

2、建筑結構設計中的抗震設計

2.1建筑結構平立面體型的確定

建筑結構平立面布置也是影響建筑物抗震效能的一大重要因素。合理的建筑結構布置，不僅可以保證建筑物的穩定，還可以提高建筑物自身的抗震能力。在抗震設計中，如果該建筑的結構平立面布置合理，并且該建筑結構的布置符合建筑抗震規范要求，那么此建筑物勢必會具備優秀的抗震能力。所謂的建筑結構平立面布置合理指的就是在設計建筑結構體型過程中，在保證使用功能的前提下，盡量選擇建筑物平面規則、對稱布置，這樣才能保證該建筑同一樓層間平面剛度變化一致，其次盡量考慮建筑物豎向凹凸少，使得建筑豎向剛度變化上保持穩定，避免不同樓層之間抗震時剛度不穩的現象，這樣合理的平立面布置對建筑抗震有利。在建筑結構抗震設計中，對于結構復雜的建筑物而言，良好的抗震縫的設計也非常重要，抗震縫兩側結構完全分開，中間間隙距離保證在地震作用下兩側結構不發生碰撞。抗震縫一般設置在結構變形的敏感部位。若抗震縫設置不當在地震發生時就會變成薄弱環節，不利該建筑物的抗震。

2.2建筑結構抗震材料的選擇

在建筑結構設計中，材料是主要的承重原料，材料的剛度和塑性對建筑結構抗震的影響較大，為了確保建筑物的整體抗震性、穩定性，在選用材料時，要結合本地的地震歷史資料，選擇合適的建筑材料。從抗震角度考慮，作為建筑材料應輕質、高強；構件間的連接應有良好的整體性、延性，且能發揮材料的全強度。按照此原則，鋼結構是最符合抗震材料要求的，多次地震災害實例表明鋼結構的抗震性能好，但鋼材的造價及維護費用較高。現澆鋼筋混凝土結構整體性好，造價低廉，有較大的抗側移剛度，經設計可保證結構具有一定的延性。但該材料也存在難以克服的弱點：當地震持續較長時間時，在反復的地震荷載作用下，構件剛度因裂縫的開展而遞減，將混凝土擠碎。裝配式鋼筋混凝土結構施工方便，但它的抗震弱點在于框架節點等構件接頭強度及變形能力均低于構件本身強度而形成薄弱環節；同時預制構件裝配時會產生次應力，整個結構缺乏連續性和整體性；故這類結構不宜在高烈度地區采用。因此在建筑結構設計中，為了達到提高建筑抗震性能的目的，必須科學合理選擇適合該建筑的建材。

2.3建筑場地的選擇

選擇合適的建筑場地也是能提升建筑結構抗震性能的。盡量選擇土地成分及土地結構具有良好密度和硬性的場地，并且該場地土質成分均勻性良好，這樣的場地作為建筑結構工程的建設場地，才能保證建筑場地范圍內的土地能更好地、均勻地承受上部建筑結構的荷載。設計人員在建筑場地選擇中應該避開軟土、液化土、采空區以及河岸邊緣等相關地段，避免因為上述地質范圍中土體的密實度、堅硬度以及凝結度等相關性能的低劣而導致建筑物在應對地震災害的過程中出現土體承重荷載能力不夠的現象；對于一些容易發生滑坡、地陷以及泥石流等山體事故的危險地段，也應盡量避開選擇其作為建筑結構的設計場地；同時盡量避免建筑場地選擇在地震斷裂帶上，這樣才能避免降低上部建筑結構對地震災害作用力的抵抗性能。

結束語：

地震對于建筑物具有較強的破壞力，抗震設計是建筑結構設計中保證建筑物安全性、穩定性的最重要因素，提高建筑結構抗震能力是非常具有現實意義。在建筑結構抗震設計中，必須以建筑結構的實際情況為主，以強化建筑的抗震特性。

【參考文獻】：

[1]王儀政，李厚民，舒展，等.中國動漫博物館鋼結構抗震設計與分析[J].土木建筑與環境工程，2015（S2）：93-97.