建筑结构抗震设计问题与探讨

2018-02-15

居业 2018年12期

(中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司，湖北武汉 430071)

抗震设防简单地说，就是为达到抗震效果，在工程建设时对建筑物进行抗震设计并采取抗震措施。

地震的形成可以分为结构地震以及火山地震等形式，当地质层内部存在一定的应力集中时，其应力为了得到较好的释放，就会形成一定的地质压实以及坍塌，这就会形成地震。当前对地震进行十分精准预测的难度还较大，同时由于其覆盖面十分广，因此其对地面的建筑物以及其他设施等造成的影响也较大。当无数次的地震对人类造成严重伤害之后，人们已经对地震预防及预测的方法进行了一定的研究。建筑设计人员也在实际的建筑设计过程中，进行了相应的抗震设计，使得建筑物的抗震能力得到提升，使得人们的安全得到更好的保障。

1 建筑结构抗震设计的三大关键问题

1.1 明确建筑抗震设计概念问题

抗震设防目标是指建筑结构遭遇不同水准的地震影响时，对结构，构件，使用功能，设备的损坏程度及人身安全的总要求，由此提出了“小震不坏,中震可修,大震不倒”的设计理念。对罕遇地震抗震设计中，通过试验以及理论分析表明，加大建筑结构构件的界面尺寸不是唯一的减小地震影响的方式，最佳的方式应该是使得建筑本身具有一定的耗能性。抗震的主要方式就是当地震波来临时建筑能够及时将其外界的振动进行耗能减除，因此，使得其耗能性加强是当前的抗震设计方面十分关键的技术。因此在进行实际的建筑结构设计的过程中，虽然采用较大的界面尺寸，能够在一定程度上提升其结构的承受荷载的能力，但是由于结构尺寸越大，使得其耗能性也降低，因此也较容易使得其产生脆性破坏。因此，对建筑结构进行设计应使其关键构件的抗震强度得到提升，能够尽可能的保证建筑物的整体性和安全性。

1.2 选择合适的施工地址

施工地址对建筑的抗震性能至关重要，良好的施工地址，能够确保建筑安全与稳固；施工场地土质疏松、地震频发的地区，建筑在地震来临时容易发生沉降、倾斜等情况，对人民的生命财产安全造成威胁。建筑的抗震设计需根据不同的建筑场地条件进行不同程度的设计。

1.3 根据功能进行抗震设防分类

根据建筑遭遇地震破坏后，可能造成人员伤亡，直接和间接经济损失，社会影响程度及其在抗震救灾中的作用等因素，对建筑物抗震等级分为四个等级，甲类建筑的抗震设防要求最高，这类建筑一般是对人们十分关键的建筑，例如三级医院中的相关建筑，对这些建筑进行设计时，需要进行特殊设防的建筑。乙类建筑是地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑。而我们日常居住的建筑抗震设防类别属于丙类。除了上述结构形式之外的建筑都是称为丁类建筑，这类建筑的抗震等级最低，一般是附属建筑或者临时搭建的建筑，例如工地的工棚等形式。对建筑物进行抗震设防分类，能有效利用较小的经济手段达到较优的社会经济效果。

2 建筑结构设计中的抗震设计探讨

2.1 抗震设计的全局考虑

建筑物的抗震设计，首先要从全局把控，整体考虑，这样才能设计出具有优良抗震性能的建筑。

(1)场地选择。根据建筑功能选择合理的场地是关键，在不利地段修建甲类或乙类建筑，需采取强有效的措施，保证建筑物的安全，付出的代价相当高。

(2)基础形式选择。建筑功能、场地地质条件不同，可以采用独立基础、筏板基础、桩基础，但是基础的牢固性和整体性差别很大，对抗震性能影响很大。设计之初应从经济、抗震安全的方面进行整体上考虑，选择合适的基础形式。

(3)建筑平立面设计。建筑平立面设计中，应尽量避免扭转不规则、侧向刚度不规则、竖向抗侧力构件不连续等。建筑平立面不规则，质心和刚心偏心距越过大，或者局部削弱或突变容易形成薄弱部位，在遇到地震破坏时产生过大的应力集中或塑性变形集中，对结构构件受力严重不利。不规则的结构设计，严重的影响了建筑物的抗震能力。