建筑結構抗震設計理念及抗震措施探究

摘 要：我國作為多地震國家，地震活動分布范圍廣、頻度高、強度大、震源淺。近年來地震給國家和人民的生命財產造成了巨大損失。建筑工程要按照抗震設防要求進行設計、施工，確保小震可修、中震不壞、大震不倒的安全效果。本文對建筑結構抗震設計理念及抗震措施進行了探討分析。

關鍵詞：建筑結構；抗震設計；抗震措施

一、提高建筑結構抗震性能的設計理念

第一，建筑設計應符合抗震概念設計的要求，不應采用嚴重不規則的設計方案。平面布置力求簡單、規則、對稱，避免出現應力、變形集中的凹角和收縮區。盡量避免在結構單元兩端布置樓梯間、電梯間，減少扭轉的影響。盡量避免建筑物豎向體型復雜、外挑內收變化過多，力求剛度均勻變化不突變。

第二，抗震設計的框架結構不宜采用單跨框架，應盡可能設置多道抗震防線，結構應有必要的贅余度和內力重分配的功能，避免因部分結構或構件失效而導致整個體系喪失抗震能力或喪失對重力的承載能力。一般情況下，第一道抗震防線的抗側力構件應優先選擇不負擔或少負擔重力荷載的豎向支撐或填充墻，或者選用軸壓比值較小的抗震墻、實墻筒體之類的構件，不宜采用軸壓比很大的框架柱兼作第一道防線的抗側力構件。適當處理構件的強弱關系，使其形成多道防線，并考慮某一防線被突破后，引起內力重分布的影響，是提高結構抗震性能，避免大震倒塌的有效措施。

第三，結構的抗震能力和安全性，在很大程度上取決于其變形能力。設計中應滿足強柱弱梁、強剪弱彎、強節點強錨固弱構件的延性結構設計原則。如常用的鋼筋混凝土框架結構，其抗震能力在很大程度上就是由梁、柱以及節點的延性決定的。承受地震作用的框架梁，除了保證必要的受彎和受剪承載力外，更重要的是要具有較好的延性，使梁端塑性鉸得到充分展開，以增加變形能力，耗散地震能量。影響梁截面延性的主要因素有梁的截面尺寸、縱向鋼筋配筋率、剪壓比、配箍率、鋼筋和混凝土的強度等級等。同時，房屋是否能夠破壞而不倒，在很大程度上與柱的延性有關。影響柱延性的主要因素有剪跨比、軸壓比和箍筋配筋率。除了保證梁、柱構件具有足夠的承載力和延性，還要保證各構件的連接部分——節點區不出現脆性剪切破壞，支座連接和錨固不發生破壞。因此，設計與施工中應保證節點區混凝土的強度和密實性，在節點核心區配置足夠的箍筋。

第四，樓梯間的設計。歷次震害表明，樓梯間一直是框架和砌體結構的震害集中區。砌體結構由于樓梯間整體性不足，地震中墻體破壞或倒塌造成梯段支座失效，進而導致整個梯間的破壞。鋼筋混凝土框架結構中，梯板等構件具有斜撐的受力狀態，對結構的剛度及扭轉作用有較為明顯的影響。由于支撐效應使梯板承受較大的軸向力，地震時梯段處于交替的拉彎和壓彎受力狀態，當梯段的拉應力達到或超過混凝土材料的極限抗拉強度時，就會發生受拉破壞。而樓梯間的平臺梁，則由于上下梯段的剪刀作用，產生剪切、扭轉破壞。因此，設計中樓梯應參與結構整體計算，以考慮地震作用。應將梯段板作為拉彎或壓彎構件進行計算，其配筋宜采用雙層雙向布置。樓梯的平臺梁則應按彎剪扭構件設計，因其受扭作用明顯，應加強其上、下部縱向鋼筋和箍筋。在砌體結構中，除了樓梯間的四角要設置構造柱外，樓梯間平臺梁下也應設置構造柱，所有的構造柱之間宜用圈梁連城一個整體。

第五，抗震縫的合理設置。在建筑中層數、質量、剛度差異過大，可能在地震時引起應力或變形集中造成破壞的部位，應合理設置抗震縫。體型復雜的建筑設置抗震縫時需考慮扭轉地震效應，并按規范規定確定縫寬，使抗震縫兩側在預期的地震下不發生碰撞或減輕碰撞引起的局部損壞。當不設抗震縫時，連接處局部應力集中需要加強，同時需仔細估計地震扭轉效應等可能導致的不利影響。

二、建筑結構的主要抗震措施

建筑物基礎設置隔震裝置減震。這一種隔震措施主要是在建筑物的基礎與上部建筑之間設置特殊裝置，減少地震向上傳遞，最高可減少地震對建筑物傳遞能量的2/3，但是，這種措施的缺陷是不適用于高層建筑，因為在高層建筑設置這種裝置會延長建筑結構自身的自振周期，起不到減小地震對建筑物損害的目的。通常采用的辦法有：摩擦滑移隔震、粘彈性隔震等幾種，設置的裝置有橡膠墊、混合隔震裝置等。

一是選擇合理的結構布置方案.在抗震結構的概念設計中，十分重視結構布置方案。從減震的角度看，結構的平而布置應力求簡明但適當的減震措施亦可使復雜的結構得以實現。此外，抗震概念設計排斥抗震縫。利用抗震縫將結構劃分成若干子結構，通過給每個子結構施加側向約束，利用抗震縫中的吸能器消耗子結構的能量，從而形成了結構聯合振動控制體系，吸能器為結構提供水平控制作用，往往可以大幅度地降低結構振幅.

二是對建成建筑物的抗震加固.在對建筑物的地基或基礎進行隔震設計時，我們一定要在建筑物沒有動工以前按照隔震設計的措施，完成相應的工作。最遲也是在建筑物的施工過程當中，在建筑物的關鍵部位設置特殊的隔震裝置。然而，建筑物建成以后，如果想對其進行抗震加固，就要采用增加阻尼的辦法，在建筑物的結構上重新添加消能減震裝置。

三是在抗震縫中作隔振，減少碰撞.當建筑物長度過長或不規則時，都要按規范設置溫度伸縮縫，在抗震設防區均按防震縫設置。抗震縫一般設置在建筑層數、質量、剛度差異過大處、可能在地震時引起應力或變形集中造成破壞的部位。防震縫應在地面以上設置。防震縫的寬度應根據設防烈度和房屋高度確定，對多層房屋可采用50～100 mm，對高層房屋可采用100～150 mm。鋼結構防震縫的寬度不應小于相應混凝土房屋縫寬的1.5倍。若能夠在防震縫中作隔振處理，分析其寬度的科學性，主動減振，這樣可以為防止設縫后相鄰建筑發生碰撞而導致房屋破壞的問題。如果將抗震縫蓋板設計成一種耗能裝置，一舉多得，可以達到耗能減震的目的。

綜上所述，建筑物震害大部分是由于地震時的晃動使結構構件遭到破壞，從而使建筑物不能支持自身的重量而倒塌，以致造成人員傷亡、生命線工程和公共設施的破壞。加強建筑抗震減震設計以及采取一定的抗震構造措施，以達到結構抗震的效果和目的。

參考文獻

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作者簡介：

王園園（1983-），女，身份證號碼220602198308310623。