建筑结构设计中的抗震设计的一些探讨

陈鉴钟 郭建桥

【摘要】 近年来，随着我国经济社会的快速发展，越来越多的高层建筑出现在大城市中，做好建筑抗震设计工作，是设计师在进行建筑设计过程中必须重点思考的问题。设计师应该在建筑结构的设计过程中，针对建筑的具体抗震能力完成建筑空间平面、建筑结构以及建筑施工场地的具体设计工作，通过上述内容的设计有效的保证建筑具备一定的抗震性能，提高建筑在地震影響下的安全性以及稳定性，保证人体生命财产的安全。本文将对建筑结构设计过程中的关于抗震能力的设计内容进行具体的分析和讨论。

【关键词】概念设计；结构抗震；结构体系；方法

1、建筑场地的选择

地震的实质是不规则的具有破坏性的地质运动，在强烈的地质运动下房屋建筑的地基在地震作用力的影响下也会随着发生不规则运动，进而造成房屋建筑上部结构破坏。所以，在房屋建筑抗震设计中应从建筑场地的选择入手。

1.1 尽可能地选择一些地势开阔、土质坚硬的场地进行房屋建设。这是因为土质坚硬地基土不容易发生沉降，不会在地震力作用下地基土层发生位移。可有效地防止地震来临时因地基土层的位移、沉降而使房屋建筑上部结构受到破坏。

1.2 尽量在房屋建筑选择场地时避开软弱地基以及地震频发的地段，如果应房屋建筑规划设计要求，无法避开这些地段，应采取必要的地基加固处理技术以及抗震措施。从房屋结构抗震性能入手，提高房屋建筑结构的整体性及牢固性。

1.3 尽可能地避开易发泥石流、山体滑坡地段，如果在这些危险地段建设房屋，一旦地震来临时往往会引发泥石流及山体滑坡等灾害，加剧了房屋建筑结构的破坏程度；此外，房屋建筑场地的土层的强度和刚度也对房屋建筑结构的抗震能力有着一定的影响。通常是土层越厚越坚硬，房屋建筑受震害的程度越小。

2、地基和基础设计

2.1 为了提高房屋建筑的整体性及刚性，进而增强房屋建筑结构的抗震能力，在房屋建设设计过程中，应按照同一建筑单元建设在同一性质的地基上，结构相同的房屋建筑在地基处理方式选择方面应采用统一的地基处理方式。

2.2 房屋建筑基础应按照有关规定深度进行埋设，尽可能地增加基础的埋设深度，如果基础埋设深度不够或者过浅会降低建筑物的嵌固作用，使房屋建筑在地震灾害下振幅增大，房屋建筑受害严重。所以，在满足房屋建筑基础埋设深度的基础上尽可能地加大基础埋设深度，并做好基坑的回填夯实工作，提高房屋建筑基础的稳定性。

2.3 房屋建筑是由基础和上部结构两部分构成。为了提高房屋建筑的整体性，一般在基础室外的地坪下不宜设置内外交圈的基础圈梁；应在房屋建筑上部结构和基础部分之间设置构造柱，构造柱连接房屋上部结构及基础的圈梁；如果房屋建筑基础土质的刚度不够，应考虑在基底设置圈梁，进而提升房屋基础的强度和刚度。

3、建筑结构的规则性

经过对地震灾害的统计可知，建筑物的几何形态对于抗震来讲至关重要，所以，在进行抗震设计时，要尽可能控制好建筑结构的形状，增强抗震性能。

3.1研究表明，建筑结构形势简单规则，在地震作用下损坏较轻，因为简单规则的建筑结构受力均匀，而且传力路径比较明确，可以有效的抵抗地震作用。

3.2尽可能保证建筑结构有较好的对称性。如果建筑结构不对称，其刚度和质量分布就不均匀，在地震作用下，各个部分受力不均匀，传力路径不明确，就会产生扭转等破坏。

3.3保证建筑结构竖向均匀性。一般情况下，建筑物在地震作用下会发生水平方向的侧移，这就要求高层建筑竖向刚度比较均匀，这就可以避免在地震作用时，结构物在竖直方向上引起应力集中或变形集中，以至于在小震作用下有严重损坏，在大震作用下倒塌。

4、合理的结构体系及构件的延性

对于整个建筑结构来讲，设计合理的结构体系并保证构件的延性相当重要，在设计过程中要遵循以下几项原则：

4.1在进行结构计算时，要有明确的计算简图和说明，而且要保证建筑结构在地震作用时有合理的传力路径。

4.2 保证结构有足够的强度和变形能力。在地震作用时，有大量的能量瞬间传递到建筑结构物中，如果结构物有较好的变形能力，就可以吸收大量的地震能量，避免结构损坏。因此，在抗震设计时，要尽可能采用延性较好的构件。

4.3保证结构强度和刚度合理分布。在设计时，尽可能使结构强度分布均匀，刚度在竖直方向上分布均匀，这样可以避免在地震作用时，结构物局部出现应力集中，从而造成结构物整体损坏。

5、建筑结构抗震设计方法

5.1构减轻结构自重。研究表明，地震效应与建筑物的质量成正比，高层建筑高度较大，其重心也较高，在地震作用下，倾覆力矩也随质量的增加而增大，这就会对结构物带来极大危险。因此，在进行设计和建造时，要尽可能采用强度大、质量轻的建筑材料，减轻建筑物的质量。

5.2提高短柱延性。在建筑结构中，要尽量提高短柱的承载力，并采取有效措施提高短柱的延性，这样就可以大幅度增强其抗震性能，确保建筑结构的安全。

5.3选择合理的建筑材料。在设计阶段，要进行抗震分析和计算，在选择建筑材料时，要对其参数进行可靠度分析，也要充分考虑材料参数的变异性，而且尽可能选择自振频率不同的材料，避免在地震作用时结构物局部或者整体发生共振，造成严重破坏。

5.4设置多道抗震防线，这样可以避免在地震作用下，由于局部损坏而造成整个建筑结构的损坏，例如框架一抗震墙结构系统，抗震墙可以抵抗较大的侧压力，是第一道防线，当在地震作用下抗震墙发生破坏时，框架结构就起到抗震的第二道防线。 多道抗震防线可以极大的消耗地震能量，延缓或者减轻地震作用对高层建筑的损坏。

5.5加强建筑物内部的薄弱部分。在高层建筑中，由于层数较多，建筑面积较大，难免存在一些受力比较大而比较薄弱部分，在建设过程中，要及时对薄弱部分进行加强，采取有效措施增强其强度和刚度，这样就可以极大提高其承载力，避免在地震作用下过早的屈服产生较大变形，导致建筑结构局部损坏或者整个结构的损坏。

结语

总之，对建筑结构抗震设计而言，只有进行合理的概念设计，从场地选择、地基基础设计、平立面布置、结构体系、构件连接等各方面去研究，使它们符合一定的要求和原则，给抗震计算创造有利条件，才能有效控制结构在地震作用下的薄弱环节，达到建筑抗震的目的。

参考文献

[1]张勇.高层建筑结构概念设计应注意的问题[J].价值工程. 2011（ 11） .

[2]钟勇华.浅谈高层建筑结构设计[J].中国高新技术企业.2009（ 24） .