建筑結構設計中的抗震設計探討

熊曉明

摘 要：現階段，地震災害發生率頻繁增加，調查顯示，我國處于地震多發帶上，一旦發生地震災害，會造成極大的損失，嚴重的威脅著人們的生命和財產安全。 如何提高建筑結構的抗震性成為建筑設計人員必須關注的焦點，本文針對建筑結構設計中抗震設計進行研究，指出了做好抗震設計的重要性，地震的危害和抗震設計要求，抗震設計的主要方法，為建筑工程結構設計提供參考。

關鍵詞：抗震設計；建筑工程；結構設計；地震

1 引言

為了加強建筑結構建設，增強建筑的有效性，實現抗震設計的穩定性，諸多地方開始了建筑的新型開發。這種新型研究的目的就是為了增加建筑在地震來臨時的承受能力，要求建筑能夠在更大程度上減少因為地震而帶來的損壞，使得建筑物性能得到提高。文章就建筑結構設計中抗震設計策略進行探討。

2 地震的危害

地震災害是一種破壞性較大的自然災害之一，威脅著人們的生命財產安全，會使建筑物發生劇烈震動，極大的破壞了建筑結構，甚至會使建筑物倒塌。近些年發生的較為嚴重的地震災害有：唐山大地震、汶川地震等。據統計，我國在20世紀，就有約50萬人死于地震災害，在同期全世界因地震災害死亡人數的50%。面對這些沉痛的歷史教訓，在災難事前規避損失，是全體人民的心聲。

3 建筑結構設計與抗震設計的關系

建筑抗震要求與建筑結構設計有機結合起來，以確保建筑抗震設計水平滿足國家相關要求。在建筑結構設計中，建筑方案初期規劃和初步深化設計中應將抗震要求考慮在內，便于結構設計人員對結構體系和構件系統進行合理布置，包括建筑結構的質量分布、剛度分布、地震作用、結構受力和變形合理等，以達到提高建筑結構抗震承載力的目的。將抗震設計理念貫徹到建筑結構設計的全過程，能夠從根本上對建筑抗震設計起到直接的制約作用。

4 抗震設計發展現狀

隨著城市化進程的加快，建筑物的層次也越來越高，建筑物的層次越高，人們對抗震程度的要求也越來越高。我國建筑物在抗震上現今普遍利用框架與砌體兩種結構進行設計與施工，這兩種情況雖然具有一定的抗震能力，但在地震中都在某些方面遭到了削弱。從框架設計上看，首先，總體上抗震能力沒有增加。雖然框架設計在抵抗地震橫波帶來的破壞上得到了明顯加強，但是針對于地震縱波帶來的破壞上反而弱化，這就使得建筑物的抗震能力實質上沒有提高，反而因為建筑結構的變化下降；其次，抗震性能難以明確評估。由于實際的地震情況很難模擬，這就給框架設計的實際抗震能力打了問號，它的抗震性能捉摸不定，這就導致實際上框架設計并不能夠在建筑工作中廣泛運用；最后，框架設計填充墻隱患嚴重。框架設計由于本身設計原因，加之填充墻抗縱波破壞上明顯的不足，于是一旦地震發生，縱波來臨時，極易造成建筑頃刻倒塌。砌體結構最主要的任務是不能夠因為圖一時之快，而將墻體厚度減少，雖然減少墻體厚度能夠將房屋可用空間增加，但降低了房屋抗震能力，降低了建筑的實際性能。

5 建筑結構設計中抗震設計的有效措施

5.1 因地制宜，選擇合適的建筑場地

①較為平坦的地方應該是場地選擇的第一目標，地震發生時對周邊建筑結構造成損失的程度被大大縮小，為施工工藝的施展創造了準備條件。②選擇好的建筑場地要滿足建筑抗震設計的地段要求，包括視野開闊、地區發展較為疏松等。這對提高建筑物抗震性能同樣具有重要意義，而且建筑項口的施工操作十分依賴視野開闊的場地。③依據對當期地區的密度、硬實程度的數據監測，充分了解當地土質狀況，并采取合理措施提高建筑結構的穩定性，有效避免地震時建筑物地基開裂的現象。④在進行建筑結構抗震設計的過程中，對當前建筑區域的地震記錄進行綜合分析，避免在地震斷裂帶范圍內進行建筑物作業。另外，做好軟土處理工作是在軟土地基進行建筑物施工時必須采取的措施，合理運用降低建筑物塌陷的手段，包括置換或者硬化。

5.2 結構體系要合理

①盡量避免因部分結構問題而影響整體抗震性能；②靈活運用鋼筋混凝土，確保建筑具有良好承受力、地震波動消耗能力；③要在確保建筑設計計算圖明確的同時，保證地震作用能夠科學有效傳遞；④保證建筑結構具有一定剛度與強度，同時要使得它的這些性質在建筑整體當中均勻表達。既要防止在建設中可能出現的局部變形，也要保證建筑節點不會遭到破壞，全面提高建筑的抗震能力。

對于我國的建筑結構，它的結構應具有一定的規則性，這種規則性在三個方面有所表現：①建筑主體抗側力結構在它的兩個主軸方向上剛度、變形性能都應該相似；②建筑主體抗側力機構在平面布置中，需使得同一方向上的抗側力剛度均勻；③建筑主體抗側力機構常常為豎向斷面，它的均勻程度比較高，需要防止突變。針對于抗側力類型，有著不同的結構體系，同時也有一定的適用范圍。

5.3 科學配置建筑構件，保證建筑構件以及連接點處質量

隔震構件具有較大的垂直支承能力，在大變形時也能夠確實支承建筑物的質量，采用直徑小的疊層橡膠時，應可以支撐建筑物的質量，一般疊層橡膠最大變形發生時重疊部分不得小于直徑的一半尺寸。在進行建筑結構抗震設計時，除了要科學配置建筑構件，還應確保各個構建之間連接點處的質量要求，確保連接牢固，避免由于連接松動而影響到建筑使用壽命。當前建筑的外墻會使用裝飾材料，例如瓷磚、大理石，雖然表面看起來，這些裝飾材料是與外墻相連，其是否能和建筑主體結構牢固連接對建筑的抗震性能也有影響。近些年在地震事故中的玻璃雨現象，就是在地震作用下玻璃幕墻出現變形導致玻璃破碎而發生的。因此，一定要確保建筑中各構件及連接處質量，防止在地震中玻璃幕墻變形與脫落。另外在對內隔墻、玻璃隔斷等構件展開設計時，也要確保連接點的質量，使其牢固連接，保障建筑結構的抗震性能。

5.4 地震剪力要達標

地震作用下地震剪力面臨一定的要求，這個要求有一個最小值，也就是最小地震剪力要求，地震剪力受到結構剛度和質量的影響，剪重比受到阻尼、建筑高度、建筑場地三個方面的影響。首先，建筑高度上，一般說來，較低層的建筑物要滿足地震剪力都比較容易，而在400m以上的建筑物想要滿足地震剪力，就需要采取相應的措施；其次，建筑場地的不同對于地震剪力的影響也存在；最后，建筑的整體上需要有一定的抗側剛度，該剛度要使得風荷載作用下層間位移角以及建筑功能區舒適度等等方面得到滿足。同時還需要謹慎、合理考慮相關技術的影響。

6 結語

目前，由于受到技術水平等因素的限制，無法準確預測到未來地震發展的時間、規模和地點等，人們對地震作用的特性和地震破壞機理的認識尚不充分，傳統的建筑結構設計方法難以保障地震突發時結構的穩定性和安全性，因此，在建筑結構設計中融入良好的抗震設計理念是極為重要的。從文章論述的內容可知，建筑結構抗震設計應朝著“小震不壞、中震可修、大震不倒”的方向發展，以通過抗震構造措施來保證結構和構件具有足夠的塑性變形能力，保障建筑物的穩定性，進而減少地震災害對建筑行業發展造成的影響。

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