关于建筑结构抗震设计若干问题的讨论

2016-07-12陈义贵

大科技 2016年20期

关键词：抗震结构设计结构

陈义贵

（桐梓县住房和城乡建设局贵州桐梓 563200）

关于建筑结构抗震设计若干问题的讨论

陈义贵

（桐梓县住房和城乡建设局贵州桐梓 563200）

切实做好建筑结构的抗震设计是建筑工程设计过程中重要内容之一。合理的增加建筑结构的抗震设计内容，大大的的提高建筑结构自身的稳定性、安全性和使用寿命，不但能够增加建筑对地震灾害抵抗能力，而且还能够保障人民生命和物质财产，具有着极为重要的现实价值和意义。本文就建筑结构抗震设计的内容、目标、关键问题及相关措施等进行了简要分析，以期能够为建筑结构抗震设计提供理论依据。

建筑结构；抗震设计；若干问题

引言

由于地震灾害会对建筑结构造成极为严重的破坏，切实做好建筑结构的抗震设计是建筑工程设计过程中重要内容之一。在建筑工程设计过程中，合理的增加建筑结构的抗震设计内容，大大的的提高建筑结构自身的稳定性、安全性和使用寿命，不但能够增加建筑对地震灾害抵抗能力，而且还能够保障人民生命和物质财产，具有着极为重要的现实价值和意义。在建筑结构抗震设计过程中，设计人员应该根据建筑结构自身的特点和功能，根据建筑结构抗震设计的原则和相关要求合理的开展建筑结构抗震设计工作，保证建筑结构抗震设计的科学性、合理性、实用性，从而使其能够大大的的提高建筑结构的稳定性、安全性，为保护人民财产和生命安全发挥重要的支撑作用。

1 建筑结构抗震设计的内容和目标

建筑结构抗震设计的主要内容就是设计人员在建筑结构的设计过程中通过吸取地震灾难发生过程中建筑物倒塌的教训和建筑结构抗震设计的实践经验，同时结合当代先进的建筑抗震理念和相关设计标准，根据建设单位的具体要求来科学合理的开展建筑结构的抗震设计工作，一方面要保证建筑结构能够有效的抵抗一定强度的地震灾害，另一方面还要保证建筑结构的稳定性和安全性。在建筑结构抗震设计的过程中，设计人员应该全面地考虑地震灾害给建筑结构造成的严重影响，科学的计算出不同地震强度作用于建筑结构的作用力，从而高质量的完成建筑结构的抗震参数设计工作，使建筑结构的设计外形、结构样式及构件质量等均能够保证建筑工程的安全性和稳定性，同时确保建筑工程在地震灾害的作用下仍然能正常使用，或者确保建筑工程在地震灾害的作用下不会受到严重的结构损坏，避免对建筑内部的空间结构稳定性和安全性带来不利影响。

2 建筑结构抗震设计的主要内容

建筑结构抗震设计的主要包括选择合适的建筑场地、设计和布置好建筑空间及计算好建筑结构参数共三方面内容。其中，选择合适的建筑场地是保证建筑结构抗震性能的前提条件。在建筑场地的选择过程中，设计人员应该选择能够有效提升建筑抗震作用的地段，保证建筑场地范围内的土地成分以及结构具有良好的密度和硬度，从而能够确保建筑场地范围内的土地能够在较大程度上满足建筑结构抗震设计的需求。同时，选择建筑场地应该避开软土、液化土、采矿土及河岸边缘等地段，同时也要避免把建筑场地选择在地震断裂带上明显的位置。设计和布置好建筑空间要求：①保证建筑结构设计的简单性，降低影响建筑结构稳定性的因素；②保证建筑结构设计的整体性，从而确保建筑结构整体在连接过程中力的传导结构的合理性。除此之外，在建筑结构抗震设计过程中，设计人员应该根据建筑结构严格认真的计算建筑结构能够承受的具体作用力，同时计算在面对地震冲击力时不同建筑结构类型应当具备的具体作用力承受参数，通过精确模拟地震灾害的发生过程，相应的确定建筑结构具体的抗震模型，并利用计算机技术保证建筑结构的各项参数能够切实有效的提高建筑结构的抗震性能，保证建筑结构设计的合理性、安全性及科学性。

3 建筑结构抗震设计中的关键问题

3.1 选择建筑场地

建筑场地的选择应当尽量避开对建筑结构抗震不利的地段。地震造成建筑物的破坏主要反映在地震自身和场地条件。地震不但会导致地表错动与断裂，而且还会导致地基土沉陷、滑坡或者砂土液化等。因此，应该尽量选择对建筑结构抗震有利的场地，应避开软土、液化土及采矿区及河岸边缘等场地。如果实在无法避开，则应采取必要的抗震加强措施，结合抗震设防类别和地基液化等级采取加强地基和上部结构整体性和刚度的相关措施，或者采取部分消除或全部消除地基液化和沉陷的相关措施。如果地基主要受力层范围内有软土层、新填土或者不均匀土层，通常会采取桩基、加固地基、强化基础结构及上部结构等措施。如果发生地震灾害时，可能会导致建筑滑移或地裂，则应采取必要的的地基加固措施。

3.2 建筑结构体系的合理选择

合理地选择建筑结构体系的是建筑结构抗震设计过程中应当考虑的重要问题之一，对于建筑的安全性和经济性有着决定性的作用。具体来说，设计人员应该注意四方面：①建筑结构体系应避免由于部分结构或构件被破坏而导致建筑整体结构丧失抗震能力或承载能力；②建筑结构体系要有明确的计算简图和合理的力传递结构；③建筑结构体系应当具备合理的承载能力、变形能力计耗散地震能量的能力；④建筑结构体系应当具备合理的刚度和强度。

3.3 重视建筑平面布置的规则性

通常情况下，在对建筑立面和建筑平面进行布置的时候，应当全面的考虑建筑结构抗震设计的基本原则和规范，并要严格遵循具体的建筑设计方案。同时，抗震设计规范中明确指出，如果建筑结构为平面和竖向均不规则，则应该采取空间结构的计算模式。对于凹凸不规则的楼板则应该遵循满足楼板平面内实际刚度变化的计算模式。就薄弱部位而言，就需要相应的乘以内力增大系数，而且要严格根据相关的弹塑性变性分析，同时要加强薄弱部位的抗震构造设计。

4 建筑结构抗震设计的措施

4.1 建筑地基利用特殊隔震材料

建筑基础隔震是指对建筑基础进行特殊处理，降低地震作用力对建筑影响，从而降低地震对建筑结构造成的损坏。传统方法通常是在建筑基础位置交替铺设砂子和粘土，或者直接铺设砂子或者粘土垫层。在建筑结构抗震设计中，将特殊的材料（沥青）安装于建筑基础位置，具有非常好的隔振效果，能够提升建筑结构的抗震性能。

4.2 建筑基础设置隔震

设置隔震是指在建筑结构抗震设计过程中，通过在建筑基础和上部建筑之间安装特殊装置，降低地震作用力向建筑上部传递的作用。隔震最高能够减少地震对建筑传递的66.7%能量。在高层建筑中安装隔震装置会增加建筑结构的自振周期，导致不能实现减震的目的，依次，该措施不适合用于在高层建筑。常用的隔震方法包括粘弹性隔震和摩擦滑移隔震，隔震设置装置主要混合装置和橡胶垫装置等。

4.3 合理设置建筑结构参数

通过模拟地震发生时建筑的各种受力状况，设置合理的建筑结构参数，计算和分析建筑的各个结构施受力状况，如计算柱变形、梁变形以及墙体承载能力。在设计和规划建筑抗震结构过程中，首先应当全面的掌握建筑的质量检测、施工工艺、施工材料、地形条件以及建设位置等各种内容，以利于把握建筑抗震结构的设计要点，优化和改进抗震设计的基本框架，详细说明建筑抗震结构设计的关键位置，从而提高建筑抗震结构设计能力。

4.4 控制扭转效应

地震会产生扭转作用、竖向作用和水平作用，从而对建筑产生巨大的破坏作用，导致建筑倒塌等。地震发生过程中诸多不确定因素，且这些因素具有随机性，因此在高建筑抗震结构设计过程中，不但要考虑地震的竖向作用和水平作用，而且还要全面的考虑地震的扭转作用，设置抗震结构的位移标准，测定最小位移结构和最大位移结构的刚度，保持建筑整体结构具有相同的位移，确保建筑抗震结构的各个部分都严格符合设计标准。同时，应该对建筑整体性能进行可行性分析研究，及时发现、研究和调整问题，尽可能的提高提高建筑的抗震性能。

4.5 优化建筑结构

建筑抗震结构设计应该严符合建筑工程的抗震能力要求和标准，其主体结构应该能够调整其空间变形，在强大的结构延伸作用下，能够自动恢复至初始状态，以消除建筑结构主体变形产生的不利影响，从而确保建筑结构的牢固、稳定状态。在评价地震作用力对建筑结构造成的影响过程中，应该科学合理的布设构件，全面协调和控制建筑结构各个部分的受力情况，有效的提高建筑结构的抗震能力。重点考虑建筑竖向结构受重力的状况，确保其受力平衡，能够满足建筑刚度的设计要求，确保建筑结构不交错，从而提高建筑结构的整体稳定性和抗震能力。同时，应当根据建筑所处位置的实际地质状况，在抗震结构设计过程中加入合适的防震措施，严格处理建筑的重点部位和关键部位，降低整个建筑承受的均匀重力，确保建筑的均匀对称，从而逐步改变建筑不规则的竖向和水平作用力，从而提高建筑结构的抗震效果。