建筑结构抗震设计若干问题研究

文/闫永皓 濮阳市规划建筑设计研究院 河南濮阳 457000



建筑结构抗震设计若干问题研究

文/闫永皓 濮阳市规划建筑设计研究院 河南濮阳 457000

建筑的抗震性能决定了建筑抵抗地震的能力，如果建筑结构的抗震设计不能达到要求，会造成巨大的人员伤亡。本文研究了建筑结构抗震设计中存在的主要问题，如建筑材料的选用问题、建筑结构形式的合理性、建筑场地的选择与加强问题、以中震的地震动参数进行结构设计等，并探讨了相应的优化方案，提高建筑的安全性，提升建筑的抗震性能。

建筑结构；抗震性能；问题

优化结构的抗震设计，解决抗震设计中存在的问题，需要结构学、地震学等多方面知识技术的支持，还需要经验积累和先进技术的借鉴。我国的结构抗震设计，要结合我国现状和实际需要，针对相关问题探索有效的解决方案，不断优化结构抗震设计水平，提升建筑结构的耐久性和安全性能，在建筑结构抗震设计中，场地选择、材料选择、结构体系选择都需要结合多方面情况整体考虑，还要对节点构件采取严格的构造做法，提升建筑整体结构的稳定性，使建筑能够更好地抵御地震破坏。

1、我国建筑结构抗震设计中存在的问题

1.1建筑场地的选用与抗震加强问题

建筑在地震时抵御破坏的能力，与建筑物的地基地质条件有很大关系，如果选用不良地质的抗震场地，如土质松散的河岸、陡峭山丘、非岩质陡坡等，会降低地基的刚度，进而影响建筑物的稳定，降低建筑物的抗震性能，使得建筑物在地震中容易破坏。因此在建筑设计中，设计者要充分考察场地物地质条件，考虑该地质条件对建筑物的影响，尤其是对抗震能力的影响，尽量选用有利的场地，如密实坚固的岩石土、砂土等土层。当建筑只能选择不利场地时，要保证地基的刚度，可以采用夯实、桩基等手段加固地基，减少因地质问题对建筑物造成的破坏，同时在设计建筑结构体系时也要将地基情况综合考虑，地基较弱、地质较差的抗震场地要着重上部整体建筑物结构的强度和稳定性，加固基础，减少建筑物的不均匀沉降所造成的建筑物损坏。

1.2建筑结构形式的合理性问题

建筑设计中所采用的结构体系对建筑抗震性能起决定性作用。当建筑遭遇地震等外部破坏时，建筑结构会发生突变，结构薄弱位置会遭到严重损伤，进而造成建筑整体结构的不稳定。在建筑设计，尤其是高层建筑设计时，要采用合理的建筑结构体系，提升房屋结构机制的强度和刚度。我国建筑常采用的结构形式有砖混、框架、剪力墙、框剪及筒体等，在结构体系的选用中，要注意建筑受力特点，根据实际情况进行调整。例如当一些建筑出于对功能、形式等的要求，追求空间的变化丰富和体型的造型独特，就可能造成建筑的结构不规则。为了满足建筑功能形式的需要，同时确保结构的抗震性能，确保建筑的安全性，要求工程师在建筑结构设计中采取有效的应对措施，如充分利用计算机模型进行模拟，对建筑结构进行更精准的分析，确定合适的地震做用传力途径，在设计中对建筑的抗震性着重考虑，综合多方面因素，使结构体系具有合理的刚度。还要采用多重抗震措施，如框架-剪力墙结构中，要保证剪力墙的数量，合理的设置位置。设置抗震的多道防线，提高建筑物的安全性能。

1.3建筑材料的优选问题

在建筑设计中，要注意建筑材料的优选。随着建筑材料加工能力的提高，我国的建筑材料，如建筑钢材，品种类型增多，性能也有了很大增强。采用钢结构、钢筋混凝土结构等抗震性能较强的结构材料，能够有效减少建筑物在地震中的破坏，使建筑结构保持稳定。在超高建筑中，出于各方面的综合考虑，在条件允许的情况下，建筑结构设计尽量采用钢骨混凝土结构，既能增加结构的安全稳定，还能避免因钢结构自重轻造成的承受风荷载能力弱的问题，同时满足抗风和抗震的要求。还可以结合建筑物本身特点和该地区地震情况，选用抗震新材料，引进新技术。

1.4地震设防烈度较低问题

我国的抗震设计原则中采用多遇烈度地震作为设计依据，相比较其他国家以设防烈度地震作为建筑结构承载力设计依据，安全度不高，标准也较低。以此标准进行结构设计，虽然能保证建筑抵御小地震的能力，能保证建筑物在遭遇中震时不会受到完全的、不可修复的破坏，但存在的安全问题较多，以此为标准，也不利于对其他国家经验技术的借鉴，不利于与其他国家进行比较交流，弥补不足。标准较低会造成建筑设计时结构总体安全度较低，建筑薄弱连接处的关键构建安全性较低，造成结构失效。进行结构设计时，如果设计人员采用较低的标准参考，对建筑整体结构稳定性、建筑重点构件、关键节点的把握不强，标准过低，不利于建筑的安全稳固，而如果采用中震的地震动参数作为设计参考依据，提升结构整体安全度，采用严格的抗震计算方法，能提升建筑结构的承载力，能确保建筑的安全稳固。

1.5对节点构件采取严格抗震构造措施

地震时薄弱位置的应力聚集，会造成该处重要建筑节点、建筑构件的破坏，影响建筑物的抗震性能。尤其对于重要的建筑节点，如梁、柱等，应按照抗震等级，采用严格的抗震构造措施，梁柱截面尺寸等相关计算做法、柱的轴压比等都要满足结构整体的抗震需要。一些重要构件的损坏甚至会让整体建筑物失去承载能力和变形能力。在建筑结构抗震设计中，应注意构件之间荷载传递，确保在单个或多个构件在地震作用下出现问题时，一部分性能较好的构件能够继续满足抗震需要，使得建筑物的整体结构能够保持稳定，提升建筑的总体抗震性能。还要提高构件的延性，强化柱的性能，限制钢筋混凝土构件的剪压比，能够起到限制构件最小截面的作用，满足对构件的强度要求，避免出现脆性破坏。对于钢筋混凝土结构的梁、柱等构件，要注意它们的抗剪切能力。

总结：

虽然我国在建筑结构抗震研究中已经取得了很大进步，但是仍存在许多需要解决的问题，要想优化建筑结构抗震设计，取得进一步发展，不仅需要建筑结构工程技术的不断发展，严格按照建筑规范设计，满足抗震要求，保证设计的科学性、合理性，提升建筑的抗震性能，设计安全性高、稳定性强，能够满足抗震要求的建筑物，还需要相关准则的不断优化，适应新形势新标准的要求，提升我国建筑结构抗震设计的高水平。

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