对建筑结构抗震设计问题的研究

王晓雨

摘要 ：本文主要讲述了抗震的设计概念以及对建筑抗震设计的思路，其目的就是为了当地震来临时能有效的保护建筑物，另一方面还能在灾难降临时保护人民群众的生命安全，同时也是对国家设施安全的保证。

关键词 ：建筑结构 抗震 设计

1.引言

随着城市化进程的加快和人类生活水平的提高，在现代的结构设计中的重要环节就是对建筑的抗震结构的设计。对建筑物的抗震结构设计直接能影响到其抗震能力，也是在没办法预测地震的情况下保护建筑受到损害的有效方式。针对这种情况，下面主要对建筑物抗震的结构体系和结构参数进行讨论。

2.抗震概念设计

建筑工程的抗震概念设计，换种说法就是根据基本的建筑设计原则和思路对具体的建筑工程进行工程布局并对细节的构造进行确定的过程，其设计的原则和思路是在长期的工作经验中形成的。在对抗震设计时对抗震的计算是不可或缺的，抗震计算的基础是概念设计。概念设计之所以在与抗震计算的比较中起着更重要作用的原因有三个，首先就是地面和地震的运动具有极大的不确定性，其次就是我们还没有对地震时地面运动的复杂性有很确切的掌握，最后就是地震时的结构反应负责程度并没有在结构设计概念中充分的体现出来。所以，简简单单的靠着计算的结果就完成对建筑的抗震设计是不全面的，甚至是很危险的。抗震概念设计的基本原则是要注意抗震场地的科学选择，选择合适的结构抗震体系，选择合理的结构材料。

3.建筑结构抗震设计的措施

3.1 材料的选择

建筑结构抗震设计一般因地区而异，抗震建筑材料的选择一般要基于此地区的地震历史记录。由一个地区的地震历史记录可以得出科学的数据，这些数据可以反映此地区建筑的抗震要求。建筑结构受材料的刚度和塑性的影响，一般来说，满足了基本的设计思路之后，质地轻的材料，抗震性能比较低。在东北，为了使建筑物达到一定的抗震效果，钢筋混凝土则是选择比较多的材料。伸缩缝的设计达到了很好的抗震效果，它一般为大型建筑物的抗震措施，主要是提高基础的稳定性。

3.2 隔震措施

一般情况下是根据建筑物的地理环境和建筑尺寸来抗振，隔震措施也是一种有效的抗震设计。隔震措施一般包括地基隔震、基础隔震、间层隔震和悬挂隔震四种。隔震措施的设置减弱了地震对建筑物的冲击，它们一般设置在建筑物比较关键的位置。

第一，地基隔震措施：沥青原料的隔震层是我国现行比较常见的隔震层。地基隔震层是缓冲层，因其位于建筑物的基础底部與土层相接触的位置，所以它能在地震时很好地吸收和反射作用力，从而减少地震对建筑物的损害。科技在发展，相信隔震层的设计也会越来越完善。

第二，基础隔震措施：基础抗震一般包括混合隔震、基底滑移隔震和夹层橡胶隔震。基础隔震的作用机理主要是防止地震由地基处向上蔓延，所以多层建筑一般都会采用基础隔震措施。一个建筑物的建设最重要的就是基础结构设计，上层建筑取决于基础，所以要很重视基础结构的设计。

第三，间层隔震措施：间层隔震设计的实施简单易操作，所以在早期建筑里间层隔震是比较常见的。间层隔震可以吸收地震冲击余力，减弱地震力的作用。

第四，悬挂隔震措施：这是应用于大型钢结构建筑中的抗震措施，而且抗震效果很好。悬挂隔震的作用机理是通过建筑物的悬挂来达到隔震的效果。悬挂结构分为主体和子体，地震时，主体承受大部分的地震力来减少地震对子体的损害，需要介质传导的震力从而不能够传导，地震对上层建筑物的主体结构的损害就能有效的降低。悬挂隔震的隔震效果明显，也在逐步被投入使用中。在多次的实践和探索之后，悬挂隔震的设计思想将更加完善，建筑物的安全将得到有效的提高。

3.3 合理的建筑结构参数设计

（1）建筑结构靠的是延展性来抵抗地震作用对墙体的非弹性形变。所以在地震发生时，建筑结构的延性和建筑的结构有着同样的重要性。为了让钢筋混凝土结构能在地震发生时能够表现出良好的延性，就有必要在对其参数设计时将塑形变形重点集中在具有很好的延展能力的构件重，或者集中在容易保证良好延展性的构件中。建筑的参数设计是对地震作用下的房屋构件的响应计算，其中包含岁各墙柱梁板的承载力和变形等计算。

（2）在进行开市计算工作之前，要根据高层建筑的实际工况，确定合适的计算模型，特殊情况下能根据概念设计做相应的简化处理和计算。计算软件条件在输入时要严格的按照相关的规范和标准的规定进行，根据实际施工情况可以做特殊的处理。在对结构复杂的结构进行变形和内力分析时，要采取两种以上不同的力学模型，目前常用的理论有两种，分别是主拉应力和剪摩理论。主拉应力理论主要用于砖砌体，剪摩理论主要用在砌块结构上。

3.4 通过效能减震设计来抗震

效能减震一般是通过效能器和阻尼器来达到抗震的效果，且效果显著。消能器能够消耗地震的能量，阻尼器能够吸收地震的能量，从而使建筑主体结构的安全性得到保障。效能减震的应用范围广，在新旧建筑中都可以应用。

传统的抗震结构体系是通过改变结构的刚度来达到抗震的效果。但该体系也有不足之处。第一：这种设计的结果是建筑断裂，但并不倒塌，所以它不适合用于有纪念价值的建筑、造价比较高的建筑和核电发电站等。第二：建筑物的断裂是非弹性形变，非弹性形变是不可恢复性形变，经过地震的建筑物发生非弹性形变，震后建筑物的修复将成为一大难题，若建筑物形变比较严重将不可能被修复，只能摒弃原建筑用更多的资金建新的建筑。随着时代的进步，高层建筑物越来越多，建筑物的抗震要求也越来越高，传统的抗震结构体系的缺陷表现出来，不能使建筑物达到一定的抗震标准。新型的效能减震设计，能够使建筑物的抗震水平达到标准，其应用范围广，抗震效果显著。

3.5 通过防止共振的抗震设计

两个物体的自振周期接近时容易发生共振现象，地震时，建筑物和场地发生共振，建筑物将很容易倒塌。所以要提高建筑物的抗震性能就要防止共振的产生。建筑物的自振周期受结构的层数、结构类别和结构体系的影响，要避免建筑物和场地发生共振，就要使其的自振周期有所差异。所以要对这些影响因素做一些调整，来防止共振现象的出现。

参考文献：

[1]李军鹏，耿俊景.浅谈建筑结构抗震的概念设计.《城市建设理论研究（电子版） 》.2013年18期

[2]闫笛.议如何改善建筑结构抗震扭转设计.《科学与财富》.2014年8期

[3]陈维伟.旧房改造中不同建筑结构抗震加固方法的工程实践.《建筑技术》.2010年9期.