建筑结构设计中的抗震设计浅谈

杨柱伟

[摘要]建筑抗震设计是一个较为复杂的过程，设计因素较多，需要从各个方面进行综合性研判，才得到获取最佳的设计效果。通过落实抗震验算，设置多道抗震防线，完善隔震及消能减震设计，可进一步强化抗震效果，让建筑物的抗震性能得到提升。

[关键词]建筑结构；抗震结构；设计

1、建筑结構抗震设计存在的问题

1.1不够重视建筑沆震的问题

近些年来，我国连续发生了不少大大小小的地震，这些地震所造成的直接影响就是给人们的生命、财产安全带来了无可弥补的损失，造成该损失的大部分原因是我国已有的建筑物缺乏足够的抗震性能。另外，还有一些建筑的设计人员不够重视建筑结构抗震设计的重要性，征确定设计方案时不够重视建筑结构设计中的抗震设计的合理性，导致设计方案中的抗震设计内容被忽视，这种情况在一些改建，扩建工程中尤为普遍，在地震灾害来临时就会留下致命的隐患。因此，这就要求建筑结构设计人员在建筑结构设计的时候，要严格按照抗震规范的条款，根据该地区的自然条件来选择恰当的抗震级别和合理的抗震构造措施：必须考虑怎样能最大限度的提高建筑物的抗震性能，从而确保人们的生命财产安全。

1.2建筑结构抗震设计验证问题

为了检验建筑抗震结构分析结果的合理性、有效性，目前可采用三种验证手段：（1）进行建筑抗震模型试验；（2）对建筑地震反应监测；（3）对建筑震害研究。实践是检验真理的唯一标准，试验是实践的一种近似体现。与航天工程、机械工程领域相比，由于建筑结构体型庞大，几乎不可能完成足尺建筑结构的抗震加载试验，因此通常采用建筑抗震模型结构试验。近几年，国际上陆续举办多次不同类型建筑抗震结构的盲测试验，以检验现有的各种抗震设计计算模型的模拟方法。试验结果表明采用不同软件甚至采用同一软件所模拟的建筑结构抗震设计结果相互部存在一定的差异，这也说明我们目前的结构地震反应分析还有待进一步的完善：另外受到抗震设计模型尺寸效应和加载时间效应的影响，模型结构的抗震试验结果能否再现实际结构真实的地震反应和抗震性能也是值得商榷的。此外，由于在已有的建筑安装监测设备数量很少或甚至没有，而地震灾害又具有极大的不可预测性，这也大大降低了利用地震反应监测检验抗震建筑结构设计的可行性。

1.3明确建筑结构抗震设计概念的问题

抗震防震的宗旨是大震不倒（指连续倒塌）、中震可修、小震不裂。我们的建筑结构抗震设计也是这个目标。地震的能量是巨大的几乎难于估量，即使设计很厚的钢筋混凝土墙来抵抗地震，不但劳民伤财，反而吸收的更大地震的能量，地震灾害来临更易破坏。实践证明硬碰硬是不行的，以柔克刚虽然能消耗地震的能量，但这样的建筑会产生很大的位移变形，人们生活居住也接受不了。我们通过震害调查，仔细研究建筑结构后，不完全靠计算，在建筑的关键部位加强人工干预抗震设计，并有意适当设置地震薄弱部位，消耗地震能量、拖延震害过程。用上述的抗震概念来指导设计，例如：“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点”此类抗震措施（包括抗震构造措施）等等就叫抗震概念设计，是建筑结构抗震设计的指导思想。

2、建筑结构中的基本抗震设计

2.1场地、地基和基础的选择

建筑选址对于建筑物的抗震性能影响较大，如果没有稳固的地基、合适的建筑场地，那么建筑工程的抗震性能就无法保障。因此，在对建筑结构进行抗震设计之前，一定要全面分析建筑所处的场地的地质环境、土质硬度等。根据场地、地基和基础来明确划分建筑场地哪些区域是有利于建筑抗震性的，而哪些地段又是对建筑稳定性极为不利的。这样才能“趋利避害”，选出最佳的建筑设计施工方案。并在施工前就对建筑茌抗震中可能出现的问题做出提前预防。对于建筑地基的要求，应当以同一性质的地基为建设标准，确保地基材料结构的统一性。如果建筑选址的地基软度过高，或者土层不均匀，则应当采取必要的措施对地基进行加固和硬化，有效就避免地基沉降事故的发生。

2.2选择合理的建筑结构体系

建筑结构体系对于整个建筑结构的妥全性来讲至关重要，建筑结构体系作为建筑结构设计的重要内容在进行选择时一定要保证结构体系选择的科学性和合理性务必要严格按照如下措施进行。（1）绘制简单的图纸并明确计算，在对建筑物结构体系进行设计时将建筑物房间的主要受力点放在主梁上，确保重力在垂直的情况下用最短电脑时间，最短距离将重力传输到主要的受力部位。另外，在采取竖向构件内部机构布置方案对建筑房屋的内部结构进行布置时，一定要确保竖向构件压应力的均匀性。（2）确保较高的结构体系强度和结构体系高强度的合理性，对于建筑结构体系来讲建筑结构体系的强度是决定建筑结构体系好坏的关键，在建筑结构抗震设计过程当中，保证建筑结构最薄弱部位抗震强度设计的合理性，才是建筑结构全面提升抗震能力的前提。因此，在进行建筑结构框架设计时，一定要保证节点构造的完整性，最大限度的分散房梁和房柱顶端的塑性，合理的提升结构框架最薄弱部位的抗震性。

2.3建筑结构抗震材料的选择

在建筑结构设计中，材料是主要的承重原料，材料的刚度和塑性对建筑结构抗震的影响较大，为了确保建筑物的整体抗震性、稳定性，在选用材料时，要结合本地的地震历史资料，选择合适的建筑材料。从抗震角度考虑，作为建筑材料应轻质、高强：构件间的连接应有良好的整体性、延性，且能发挥材料的全强度。按照此原则，钢结构是最符合抗震材料要求的，多次地震灾害实例表明钢结构的抗震性能好，但钢材的造价及维护费用较高。现浇}冈筋混凝土结构整体性好，造价低廉，有较大的抗侧移刚度，经设计可保证结构具有一定的延性。但该材料也存在难以克服的弱点：当地震持续较长时间时，在反复的地震荷载作用下，構件刚度因裂缝的开展而递减，将混凝土挤碎。装配式钢筋混凝土结构施工方便，但它的抗震弱点在于框架节点等构件接头强度及变形能力均低于构件本身强度而形成薄弱环节：同时预制构件装配时会产生次应力，整个结构缺乏连续性和整体性：故这类结构不宜在高烈度地区采用。因此在建筑结构设计中，为了达到提高建筑抗震性能的目的，必须科学合理选择适合该建筑的建材。

结语：

建筑物的抗震性能是其质量的可靠保证，应当受到设计师以及相关人员的关注和重视。基本抗震性能需要贯穿于建筑设计的全过程，需要从方法和材质，以及结构等多方面进行优化，从而保证建筑物能够在地震灾害中减少可能发生的损伤，保护人们的生命财产。