建筑结构中的抗震设计若干问题探讨

秦宗磊

（克孜勒苏柯尔克孜自治州第一建筑安装工程有限责任公司 845350）

建筑结构中的抗震设计若干问题探讨

秦宗磊

（克孜勒苏柯尔克孜自治州第一建筑安装工程有限责任公司 845350）

抗震设计是整个建筑设计过程中非常重要的内容。为了让整个建筑达到良好的抗震效果，不仅需要严格遵循相关既定标准，而且还应该不断对建筑结构抗震设计进行创新。这样一旦发生地震，既能够减少建筑物的损害程度，也能够从最大程度上保障人民的生命安全。因此，建筑结构中的抗震设计具有非常重要的作用。基于此，本文笔者首先探究结构抗震设计的主要内容，如：选择具备较强抗震能力的场所、注重建筑平面布置的规则性、结构的选型和布置、设置多道抗震的防线、刚度、延性和承载力匹配，然后再根据实际情况提出提高建筑结构抗震能力的建议。

抗震设计；建筑；结构

随着我国地震学、结构分析和结构试验不断进步，我国的结构抗震设计方法也逐渐出现。结构抗震工作者的主要工作任务就是根据我国的地震环境和社会实际情况，不安提升整个建筑结构抗震设计的水平，确保其安全可靠。其中，由于建筑结构中的抗震设计具有非常重要的作用，所以本文笔者对其进行简单的论述，期望引起讨论[1]。

1 建筑结构中的抗震设计要点

目前，由于地震的发生具有较多的不确定性和复杂性，对于地震发生的时间、范围和强度即时是非常精确的仪器也是无法准确预测出来的。其中，对于建筑物这个复杂的系统，一旦发生地震，其结构则很容易发生复杂的变化，尤其是建筑抗震理论并不科学的今天，仅仅依靠周密的计算是难以保障建筑物的抗震能力。因此，在建筑结构的设计过程中，不能仅依靠设计，还需要充分结合建筑工程的抗震理论，以此提升建筑结构整体的抗震能力。

1.1 选择具备较强抗震能力的场所

在设计建筑结构的过程中，首先应该结合工程的实际需求，全面了解整个工程所处位置的地震情况；再进行综合评价分析，选择较为开阔平坦、均匀密实的硬土位置，合理避开一些液化土、软弱土和边坡边缘，以及平面图纸上的状态、成因和岩性不均匀情况的土层。同一个建筑结构单元不适宜于土质性质完全不同的地基土上修建，也不适宜于采用桩基和天然地基。因此，当发现建筑地基存在液化土、软弱粘性土和不均匀的土层时，则需要加强整个建筑基础的刚度和整体性。

1.2 注重建筑平面布置的规则性

针对建筑物的平、立面设计应完全符合抗震概念原则，尽量选择规范的建筑设计方案，避免选择不规则的设计方案。在建筑抗震设计中明确规定，针对平面不规则或者竖向不规则、平、立面均不规则的建筑物结构，应使用空间结构计算模型进行计算；针对部分楼板凹凸不规则或者楼板局部不连续时，应采用符合楼板平面内的实际刚度变化的计算模型；针对建筑物较为薄弱的部位应通过乘以内力增加系数，并严格按照相关规定进行弹塑性变形分析，并采取有效的抗震构造措施。其中，在我国的建筑物设计中，结构的对称性主要是指抗侧力主体结构的对称。一般情况下，筒中筒结构、简体结构、框剪结构、简体框架结构等较为容易实现结构的对称性[2]。

通常情况下，建筑结构的规则性主要表现在以下三个方面：①整个建筑主体抗侧力结构中的两个主轴方向刚度和变形特性应尽量相近；②建筑主体抗侧力结构沿竖向断面和构成应该保持均匀，避免突然出现变化；③在建筑主体抗侧力结构的平面布置过程中，应该注意保持同一主轴方向各抗侧力结构的刚度均匀合理，以及整个建筑物中央核心与周边结构的刚度协调匀称，保证整个建筑主体结构保持良好的抗扭刚度，以避免地震过程中产生较大的扭转变形，从而防止建筑结构或者非结构受到破坏。因此，在整个建筑结构的设计过程中，应充分重视建筑的平面布置，确保规范合理。

1.3 结构的选型和布置

在考虑建筑结构的选型时应该综合思考建筑物的场基、房屋高度、修建材料、建设场地和施工等各个方面的因素，并充分结合所能承受的经济压力和技术条件最终得出结果。但是，如仅仅从建筑的抗震角度进行分析，较好的结构形式需具备以下几个性能：①较高的延性系数；②强度与重力的比值保持较大；③较大的匀质性；④保持各个构件连接的连续性和整体性，并充分发挥所有材料的强度。同时，在进行抗震结构的布置时需要严格遵循以下几个原则：①对于抗震结构的平面布置需保持对称，确保各个构件部位的力分配均匀；②均匀布置建筑竖向结构，让强度和刚度变化均匀合理，避免出现薄弱层，防止建筑物的重心下降。

1.4 设置多道抗震的防线

设置多道抗震的防线主要是加强建筑竖向的抗侧力结构，增强可靠度。有针对性的设置薄弱环节，让其在发生地震时停止工作。同时，应将地震发生的周期和整个建筑物的自振周期分开，有效缓解建筑物的共振现象，进而减少地震对建筑的破坏作用。通常情况下，设置多道抗震防线需要严格遵循下列两个原则：①优先选择一些少负担或者不负担重力荷载的竖向填充墙或者支撑，或者选择一些轴压较小的实墙筒体和抗震墙等构件作为第一道防线抗侧力构建；②充分利用双重抗侧力体系，并且在建筑物中使用赘余杆件。这样一旦发生较强的地震时，结构中使用的赘余杆件产生的变形和屈服则会大量消耗地震能量。从另一个角度来讲，则可利用赘余杆件来实现建筑结构的周期变化，避免整个建筑物在较长地震时间和持续作用下发生共振效应，避免遭受较大的破坏[3]。

1.5 刚度、延性和承载力的匹配

如果建筑结构的抗力较强时，则可以适当降低建筑整体的延性要求，反之则需适当提高结构的延性。由于地震发生过程中，建筑物受地震作用的大小和动力存在密切的关系，所以应该保持建筑的刚度、承载力分布和延性匹配。通常情况下，为了提高整个建筑结构的抗侧刚度，需要在一定程度上增加建筑工程的造价，合理降低建筑结构的延性。同时，为了保证建筑物具备较强的抗倒塌能力，应保证所有建筑构件具备较高的延性，但在实际建设中要做到这点具有较大的难度。因此，需要提高结构中的关键杆件和重要构件的延性。

2 提高建筑结构抗震能力的设计建议

当前应用的建筑结构抗震设计都是通过分析了大量的建筑地震震害实例，总结得出的丰富的经验。其中在建筑结构设计过程中，抗震设计是非常重要的一部分，直接关系着整个建筑在地震中将会遭受的损害程度，所以需要高度重视。因此，为了最大限度提高建筑结构抗震能力，需要从以下三个方面进行思考：

（1）在建筑结构抗震设计中，应该综合思考，合理布局地震外力能力的传递吸收途径，确保整个结构的支柱、墙面和梁的轴线能够保持于同一个平面中，从而形成较为完善的构件双向抗侧力体系。这样则能够让建筑结构在发生地震时呈现出弯剪破坏，并保持塑性屈服产生于墙的底部，且整个梁端也呈现塑性屈服，具有较强的变形能力。其中，当整个建筑结构的墙段在充分发挥抗震作用之前，需要严格遵循“强墙弱梁”的原则，合理增加整个墙肢的承载力，有效避免建筑结构墙肢遭受剪切的破坏，从而增强建筑结构在地震作用下的抗震能力；

（2）需要严格按照建筑结构的抗震等级，综合对整个结构的梁、柱以及墙的节点采取相应的抗震构造措施，从而保证建筑结构在发生地震时能够达到三个水准的设防标准，保证人民的生命财产安全[4]。同时，还应该按照“强剪弱弯”、“强柱弱梁”、“强节点弱构件”的原则设计钢筋混凝土结构，以保证其具备较强的延性和承载力。同时，根据实际情况合理选择柱头截面尺寸，明确结构配筋的所有标准要求，严格控制结构柱的轴压比。特别应注意加强节点的构造措施，才能够增强建筑结构在地震作用下的抗震能力；

（3）设置多道抗震防线。对于建筑物这个复杂的系统，一旦发生地震，其结构则很容易发生复杂的变化。其设置多道抗震防线也就是在一个抗震结构体系中，加强建筑竖向的抗侧力结构，增强可靠度，让部分具备较好延性的建筑结构构件在地震作用下，需最先呈现屈服状态，承担起第一道抗震防线的作用。然而，其他结构构件只是在第一道抗震防线屈服之后，才依次形成第二、三道，乃至更多的抗震防线，这样的结构体系能够最大限度增强建筑结构的抗震能力，从而保证建筑在地震作用下的安全，具有较为明显的效果。

3 结论

综上所述，通过多年研究建筑结构抗震设计，我国已经逐渐形成了一套较为先进的抗震设计方法，并且在不断完善，但是这一套先进的抗震设计方法还存在很多的不妥之处，尚待完善。总之，为了保障建筑结构具有较高的抗震能力，就需要在严格遵循规范要求的原则下，坚持科学合理的进行设计，从而保证建筑结构具备预期的抗震性能，最大限度保障人民的生命财产安全。随着近几年抗震设计师不断研究，我国建筑结构的抗震设计水平也在不断提高，相信在之后我国的工程抗震设计将会迈上一个更高的台阶。

[1]王成立，谭宁希.房屋建筑结构抗震设计要求分析[J].城市建筑，2014 （2）：18～20.

[2]卢俊澄.抗震性在工程结构设计中的应用[J].科技资讯，2014（10）：125～127.

[3]陈平.高层建筑结构抗震分析与设计[J].科技风，2014（10）：79～80.

[4]王炳良.建筑结构设计安全度的要点分析[J].科技展望，2014（4）：67～68.

TU973.31

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1673-0038（2015）37-0043-02

2015-8-26