建筑結構設計中的抗震結構設計理念

肖晨陽 蔡余飛

摘要：由于人類對資源過度利用，使得自然災害變得越來越多，而在面對地震這樣的自然災害時，人類無法控制只能夠對其進行力所能及的防護，基于此，本文闡述了建筑結構設計中的抗震結構設計要求及其意義，對建筑結構設計中的抗震結構設計問題及其相關理念的應用進行了探討分析。

關鍵詞：建筑結構設計;抗震結構設計;要求;意義;問題;理念;應用

建筑抗震結構設計理念主要是指建筑結構抗震的基本設計原則和設計理念，其不以計算為基礎，主要是根據設計理論和施工經驗，對現有設計方案和設計理念進行評估，并評估滿足抗震要求的設計方案，主要包括分析、綜合和評價等步驟。建筑結構設計中的抗震結構設計是基于“實用、經濟和安全”這一理念而產生。

一、建筑結構設計中的抗震結構設計要求及其意義分析

1、建筑結構設計中的抗震結構設計要求分析。《建筑抗震設計規范》對建筑抗震設防提出“三水準、兩階段”的要求，“三水準”即“小震不壞，中震可修，大震不倒”。當遭遇第一設防烈度地震即低于本地區抗震設防烈度的多遇地震時，結構處于彈性變形階段，建筑物處于正常使用狀態因此要求建筑結構滿足多遇地震作用下的承載力極限狀態驗算，要求建筑的彈性變形不超過規定的彈性變形限值。當遭遇第二設防烈度地震即相當于本地區抗震設防烈度的基本烈度地震時，結構屈服進入非彈性變形階段，建筑物可能出現一定程度的破壞，但經一般修理或不需修理仍可繼續使用。

2、建筑結構設計中的抗震結構設計意義。（1）提高抗震能力。筆者認為需要做好以下幾點：第一、在建筑中要考慮地基的穩定性因素，挑選對抗震有益的地基，防止地基變形影響抗震功能;第二、同一建筑單元要設計在性質一樣的地基上，要把地基最大潛力融入建筑的結構設計，有利于發揮地基的抗震功能;第三、建筑盡量做到規則、對稱，以降低地震作用導致的建筑變形度以及避免地震作用力集中導致建筑扭曲的狀況發生;第四、建筑整體結構設計中要多加幾道抵抗防線，以提高建筑的抗震力;第五、最大程度減小建筑自身重量，從而減小建筑對地基的壓力，達到緩解地震沖擊作用對建筑體的影響力。（2）降低地震對建筑的影響。被工程界認可的一個辦法是在建筑基礎與建筑的主體部分之間加設一個隔震層，有些設計師在建筑物的頂端部分加設一個“反擺”。此反擺的作用是能夠在地震時使建筑物的位移方向相反，降低了加速度，降低地震的作用。根據相關研究分析，如果對“反擺”設置合理，那么對降低地震影響的概率可達65%左右。

二、建筑結構設計中的抗震結構設計問題分析

建筑結構設計中的抗震結構設計問題主要體現在：（1）結構體系問題。 首先建筑結構不應該對建筑的抗震性產生任何不利的影響，而在設計抗震體系的時候，不能因為其中一小部分的破壞而使整個體系失去抗震性，就算是某一個構件不能繼續工作，那么其他構件依舊能保證抗震性。其次抗震結構體系需要對建筑的抗震能力計算，而且還要設計出一個簡要的方案，使建筑的抗震性能夠合理的傳播。再次，好的建筑結構體系，要有一定承載能力，而且還能適當的變形，消耗地震產生的巨大能量。在多大數的建筑中都使用鋼筋混凝土結構就是因為該結構具有以上的幾種特點，因此使用的也較多。最后結構體系需要具有合理的剛度和強度。需要具有合理的剛度和強度分布，避免因局部的變形或者削弱而形成薄弱部位，產生過大的應力集中或者塑性變形集中。（2）結構規則性問題。結構規則性主要表現在建筑主體抗側力結構上，尤其需要注意以下問題：第一、建筑主體抗側力結構需要注意兩個主軸方向的剛度需要比較接近，其變形特性還需要比較的相似。第二、建筑主體抗側力結構構成變化比較均勻，不應當有突變的情況發生。第三、從建筑主體抗側力結構的平面布置來看，需要注意的是，應該注意同一主軸方向的各片抗側力結構剛度盡量均勻，這樣有利于建筑整體的抗震性能的發揮。第四、建筑主體抗側力結構的平面布置需要注意，中央核心和周邊結構的剛度協調均勻，以避免產生過大的扭曲變形。重視建筑平面布置的規則性是相當重要的工作，在實踐中需要高度重視。

三、建筑結構設計中的抗震結構設計理念應用分析

1、合理提高抗震設計等級。研究表明，以地震災害分析50年為一個分析周期，而小震的重現世間為50年，小震災害已經超過抗震設計安全烈度的概率為62%;中型地震的重現世間為475年，中震災害已經超過抗震設計安全烈度的概率為10%;大型地震的重現世間為2000年，大震災害已經超過抗震設計安全烈度的概率為2%。因此，一些建筑設計專家指出，我國地震多發地帶應該及時提高建筑的抗震等級，嚴格控制建筑的抗震設計，確保建筑的抗震穩定性。

2、嚴格結構體系的選擇。抗震結構設計需要保證建筑物的整體協調，最重要的是要合理選擇建筑結構體系，因此建筑抗震概念設計過程中，一定要讓所設計的建筑物結構體系同時滿足這兩大條件：第一穩定;第二合適。對于一個科學合理的建筑體系而言啟不僅可以有效滿足變形的要求，同時還可以有效抵抗沖擊力的要求。建筑物要具備一定的剛度這樣才能對自身的荷載起到一定的承受作用從而有效避免變形的出現此外在發生地震時才有可能對巨大的地震力起到有效緩沖作用而達到有效避免局部受損的良好效果。因此在選擇建筑物結構體系時，既要注意建筑物傳力途徑的明確性，同時又要注意受力計算的明確性盡可能在建筑體系中不使用轉換層這樣在發生地震時可以有效避免建筑物傾斜或局部受損等現象的出現。

3、規范建筑形體及構件規則。建筑形體及構件的類型主要有：扭轉不規則、凹凸不規則、樓板局部不連續，具體可以體現到對結構分析軟件的計算結果的分析判斷，如扭轉不規則，體現在：位移比不宜大于1.2且不應大于1.5，周期比對于A級高度建筑不應大于0.90豎向剛度不規則的主要類型有：側向剛度不規則、抗側力構件不連續、樓層承載力突變等，如側向剛度不規則就要求本層的側向剛度不小于相鄰上一層的70。及其上相鄰三個樓層側向剛度平均值的80。等。如設計結果不滿足，設計人員應對模型重新進行分析，調整梁柱布置及截而，盡量做到使結構規則。如確實滿足不了，則應對薄弱部位進行重點加強。如平而規則而豎向不規則的建筑，剛度小的樓層的地震剪力，規范要求乘以不小于1.15的增大系數。

四、結束語

建筑結構設計中的抗震結構設計理念應用需要綜合運用各種知識，并且需要考慮建筑的使用功能、設防烈度、場地類別、地基基礎類型、建筑高度、結構材料和施工工藝等，選擇最優化的建筑體系，從而提高建筑結構抗震能力。

參考文獻：

[1]雷閃.簡述建筑結構中的抗震結構設計理念[J].建筑與裝飾，2018.

[2]《建筑抗震設計規范》GB50011-2010.

[3]馬立博.建筑結構抗震設計理念與方法分析[J].綠色環保建材，2019（03）.

（作者單位：駐馬店市建筑勘察設計院有限公司）