建筑抗震結構設計探討

何榮炳，李冉

（1.鄭州聯勤保障中心北京直屬保障大隊，北京100071；2.軍事科學院管理保障部設施設備處，北京100091）

1 引言

在建筑設計中，考慮建筑結構的抗震設計意義重大。近年來，地震災害對我國造成了很大的影響，而且由于地震發生的無序性和危害性，難以準確地對地震的發生進行預測，所以，應提高建筑設計的抗震性能，減少地震造成的人身傷亡和經濟損失。本文針對建筑結構的抗震設計進行分析，以期為現代建筑結構抗震設計水平的提高提供理論參考。

2 抗震設計理念概述

高層建筑設計過程中，需要對抗震結構投入更多的時間和精力，使建筑的安全性更符合人們的需要。抗震結構設計要考慮多個方面的內容，建筑設計人員要基于對抗震結構與建筑材料性能的掌握的基礎上，采取針對性的措施對建筑結構進行綜合設計，確保抗震性能良好。

在建筑抗震設計中，需要遵循以下原則：（1）整體性原則。建筑物抗震性能設計，需要考慮建筑物整體可以承受的震級，所以，建筑結構的整體性是抗震設計中需要考慮的重點方向，最大限度地保證建筑物的整體抗震效果，從整體出發，確保建筑物在地震來臨時有良好的抗震性能。（2）確保建筑結構的剛度滿足抗震要求。基于對建筑物剛性需求的考慮，如果建筑物剛度不符合要求，抗震性能將大大減弱，發生地震時，建筑會受到嚴重的損壞。所以，設計人員在設計中需要考慮建筑物的剛度，控制建筑結構產生的變形。

3 對建筑結構抗震設計的思考

3.1 合理選擇抗震場所

抗震設計中抗震建筑場地的選擇非常關鍵，要提高建筑結構的抗震性能，選址時，應綜合選擇對建筑抗震有利的場所，避免在對抗震不利的地段建設建筑物，若無法避開，應采取合理措施提高建筑的強度和剛度等性能。如采取加強地基和強化抗震結構設計的方式，降低地震對建筑物造成的破壞。

3.2 材料與體系符合抗震結構要求

建筑結構抗震需要綜合考慮選擇何種結構材料和結構體系，并綜合考慮建筑成本、結構延性、強度等因素。常用建筑結構的抗震設計要求為：（1）砌體結構需要按照規定設置混凝土圈梁與構造柱，或者根據實際情況采用約束砌體或配筋砌體，以滿足抗震設計的要求；（2）鋼筋混凝土結構需要合理確定混結構的截面尺寸和配筋率，使結構的剪切破壞先于彎曲破壞；混凝土崩潰先于鋼筋屈服；鋼筋的錨固黏結損壞先于鋼筋破壞之前；（3）預應力混凝土構件應嚴格按照計算結果配置預應力鋼筋[1]。

3.3 建筑結構設計需滿足設計要求

建筑抗震設計中，其平面和立面布置要滿足相關設計標準和規范，在抗震設防等級較高的地區，避免使用不規則結構的建筑設計方案。在建筑結構設計過程中，要對水平地震作用力以及結構內力進行精確計算，確定建筑結構中的薄弱部位，然后進行優化，可以借鑒國際上的通用做法，在參考學習的基礎上創新抗震結構設計，使建筑抗震結構設計更加完善。

4 建筑抗震結構設計分析

4.1 建筑物抗震設計類別

建筑的抗震設計一般分為4 類：（1）甲類建筑。該類建筑為特別重要建筑，必須經過國家規定的批準的權限批準。（2）乙類建筑。該類建筑為城市生命線工程建筑，需要按照城市抗震防災規劃確定，或經過有關部門批準。（3）丙類建筑。即除了甲類建筑、乙類建筑、丁類建筑之外的常規建筑。（4）丁類建筑。該類建筑為次要建筑，理論上認為是在遭遇地震的情況下，不容易造成人員傷亡、或者重大經濟損失的建筑物。

4.2 設置多道抗震防線

多道抗震防線結構體系應由若干個延性較好的分體系組成，并由延性較好的結構構件連接起來協同工作。（1）第一道抗震防線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，或選用軸壓比值較小的抗震墻與實墻筒體等構件，不宜采用軸壓比較大的框架柱兼作第一道防線的抗側力構件。（2）第二道抗震防線。可以采用在原本的框架位置布置鋼支撐的方式提高結構的抗扭強度，并且與原本的框架結構一起形成第二道抗震防線。鋼支撐具備很強的變形能力，可以在地震來臨時繼續發揮作用，耗散大量的地震能量，提升建筑工程的抗震性能。

4.3 提升建筑物的延性

在建筑物結構的抗震設計過程中，應盡可能地提高構件的延性，使建筑物具有足夠的延性和變形能力，消耗地震作用傳遞到建筑物中的巨大能量，削弱地震對建筑的破壞性。因此，在建筑抗震結構設計中，應盡可能地使建筑物具備較大的耗能能力。例如，在建筑設計中使用上剛下柔的框支墻結構，可以在一定程度上提升建筑結構的抗震性能；建筑結構抗震設計中，應以提高轉換層以下樓層的構件延性為主要設計考慮方向；如果是框架和框架筒體，應優先考慮提升柱體的延性[2]。

4.4 綜合考慮建筑抗震設計結構的整體性

從建筑抗震結構的整體性出發，建筑物的整體性要考慮建筑物構件之間的連接是否可靠。如建筑物構件節點的承載力，應優于建筑物連接構件的承載力，在構件屈服和剛度退化的情況下，節點的承載力與剛度應不變。預埋件的錨固承軸力應優于連接件的承載能力，結構需要確保良好的連續性，綜合抗震建筑的整體性，保證建筑結構有良好的抗震性能。

5 結語

隨著社會的發展與時代的進步，地震對建筑造成的影響不斷降低，但是建筑結構抗震性能設計還需要不斷強化。在建筑物抗震設計中，設計人員需要精心設計建筑的抗震結構，確保建筑的抗震性能。本文立足于建筑結構的抗震結構設計，從設計原則和結構設計進行綜合分析，力求為建筑抗震性能的提升提供理論參考，促進現代建筑抗震性能的提升。