浅谈结构设计中的抗震设计分析

王顺超

【摘 要】 地震作为破坏力最强的自然灾害，其对于人们的生活及建筑物损坏的程度是毁灭性的，为了防止地震对人类生活及建筑物的过度破坏，实现对人类生命及财产安全的保护，建筑工程必须要在结构设计环节中做好抗震设计。近年来，在专家、学者的共同专研和努力下，我国建筑工程结构的抗震设计水平得到了显著提升，这帮助我国建筑工程结构的抗震安全性实现了突破，我国的建筑结构抗震设计水平正在逐步完善。

【關键词】 建筑工程；结构设计；抗震设计

引言：

我国是一个地震多发的国家。地震等灾害的发生，使得人们生命安全和财产造成了严重的损失。同时地震的频发影响了我国经济的建设和发展。甚至大的地震造成了国家人们无法挽回的损失。所以建筑的抗震设计越来越受到关注和研究。但是建筑的抗震设计对于建筑结构有影响一直是一个争议的话题。文章主要探究了抗震设计对于建筑结构连续性倒塌的影响。

一、保证建筑结构抗震水平的先决条件

1、合理的选址

在建筑结构抗震水平设计中，合理的选址是最基本的先决条件。为了保证选址的正确、合理性，我国政府部门已经出台了《中华人民共和国减灾抗震法》等法律条文，其中明确规定“对于有可能发生的重大建设性工程以及次生灾害进行严格的地震安全指标评价，按照地震安全评价结果，明确相关建筑物的抗震设防要求，并对其进行分别设防”。建筑结构的设防标准根据其实际质量可分为四个标准，其中：甲类：地震时间或大型建筑工程可能发生的次生建筑类灾害；乙类：地震中不能中断使用功能，且必须要逐步恢复的建筑类型；丙类：除甲、乙两类建筑外的其他普通建筑类型；丁类：抗震级别相对较低的建筑。根据对相关法规的分析，在进行建筑物结构设计时，必须要选择对建筑有利的场地，避免在不利地段建设大型民用建筑，以防止地震破坏隐患的出现。对于一些软基地段，也必须要进行充分的处理，才能够进行合适的建筑设计。另外对于地震可能引起的次生灾害问题，也必须要予以正确的处理，进一步保证选址的正确性。

2、科学的设计

当地震发生时，不同的建筑结构所受到的地震影响是不同的，为了最大限度降低地震灾害的影响，建筑设计人员在抗震设计环节中，要根据当地地段的实际情况来进行建筑结构的选择。目前，我国常用的鹅建筑结构可以分为“钢筋混凝土结构”、“砌体结构”、“钢混结构”和“钢结构”四种类型。通过对四种结构的比较分析得出，钢筋混凝土结构的抗震能力相对较强，因为其自身具有较好的柔韧性，所以当建筑物因地震灾害而出现应力变形时，钢筋混凝土结构能够依靠自身良好的承载力对其进行一定程度的控制，这是其它三种结构所不具备的优势。近年来，高层建筑建设的增多，大大增大了其在地震灾害影响下的水平位移和抗侧移刚度，这在无形之中就加大了地震灾害的影响，为了避免地震灾害影响程度的增大，在设计和审核高层建筑抗震设计时，必须要考虑结构的侧移度。

3、坚实的质量

地震作为破坏性超强的自然灾害，想要最大限度降低其对建筑的破坏，保证建筑设计坚实的质量是最基本的防护措施。相比较而言，我国建筑设计水平发展较为缓慢，在地震设计方面也存在不够合理的情况，这使得很多建筑结构都出现了地震安全隐患，过大的自身重量也加大了地震危害。为了保证建筑结构抗震水平，必须要在建筑抗震设计环节中科学的运用抗震理论，根据相关设计原则，利用有效措施来提高建筑结构的可靠性与安全性。

二、实现建筑结构抗震水平设计的方法

1、地基隔震

地基隔震是在建筑地基与土层之间设置缓冲层，以便在地震发生时减小建筑与土层之间的震动碰撞，实现对震能的有效吸收和反射作用，减小地震对建筑物的破坏。目前，我国最常使用的地基隔层为沥青原料隔震层。

2、基础隔震

基础隔震是整个建筑结构抗震设计中的关键，想要降低地震对建筑物的破坏，就必须要做好基础隔震措施。在对建筑基础采取抗震措施时，为了减小地震对上部结构的破坏，需要在建筑物的上部结构和基础位置接触处设置隔震层，防止地震力由地基处向上部结构传播，降低地震对建筑上部结构的破坏。基础抗震装置一般采用混合隔震装置、基底滑移隔震装置和夹层橡胶隔震装置等。

3、间层隔震

间层隔震是为了吸收地震的冲击余力而设置的，间层隔震的有效设置能够对震力进行再次削减，以达到降低地震对建筑的破坏作用。间层隔震一般都安装在原始结构层上，其实我国最早使用的的抗震措施，具有施工操作简单的优势。

4、效能减震技术应用

效能减震是实现对地震所产生动能的消耗，来减轻地震能的传导大小，从而降低其对建筑物的破坏程度。目前，在此技术方面一般采用消能器和阻尼器，两种器械都能够实现地震能量的有效消耗和吸收，减小震力对建筑主体的破坏，以达到对建筑主体结构安全、稳性定的保护。目前，效能减震技术在我国建筑防震设计中得到了有效的应用，其在新建筑的防震设计和旧建筑的抗震加固方面，都起到了良好的效果。

5、设置防震缝

在地震区，当建筑物立面高差在6m以上，或建筑物有错层，或楼板错层高差较大，或建筑物各部分的结构刚度、重量相差悬殊时，应设防震缝将建筑物分为若干体型简单、结构刚度均匀的独立单元，以减轻地震时建筑物的破坏程度。防震缝一般仅在基础以上设置，宽度通常取50-100mm。

6、设置构造柱

构造柱是为了加强砌块建筑的整体剐度、提高抗震能力而设置的。8度设计时构造柱一般设在建筑物的四角、内外墙交接处，楼梯间、电梯间以及某些较长的墙体中部等位置处，构造柱必须与圈梁及墙体紧密连接，一起形成空间骨架，从而增强建筑物的刚度，提高了墙体的应变能力，使墙体由脆性变为延性较好的结构，做到裂而不倒。

7、设量圈梁

圈梁又称腰箍、是沿外墙四周及部分内横墙设置的连续闭合的梁。圈梁配合楼板的作用可提高建筑物的空间刚度及整体性，增强墙体的稳定性，减少由于地基不均匀沉降而引起的墙身开裂，对抗震设防地区，利用圈梁加固墙身更显得必要。

8、保证建筑的刚度

虽然建筑结构的抗震性不依靠于建筑物的墙体加固，但是必要的刚度保障还是要有的，主要通过提升钢筋混凝土的刚度来实现。目前我国建筑材料主要应用钢筋混凝土，这种建筑材料本身具有极大的稳固性，因此，提升其刚度的操作相对简单，具体有以下两种常见形式：

首先，如果所需要进行加层的建筑结构的体系是钢结构，而国家规定：上部是钢结构、下部是钢筋混凝土两种不同的体系结构是不符合抗震规范的。因为上下两部分结构的刚度以及阻尼比不一样，是属于不合理的设计。其次，建筑结构刚度一旦过硬，那么在地震时建筑结构所需承受的地震作用就大，则后果严重，并且会对建筑材料造成大量的浪费；而如若建筑结构刚度过柔，那么在地震时建筑结构会过大的变形，影响到建筑的本身的强度以及正常使用功能。

三、计算案例

某工程，24-26层的高层住宅，下面6层是商铺及办公，两层地下室。抗震设防烈度6度，本来地区烈度较低，但由于结构自身原因和对抗震设防要求，实际做出来的配筋也是比较大的。上面住宅部分布置剪力墙，但是因为下面有办公楼及地下车库，所以要涉及框支剪力墙转换，而且是高位转换。由于高位转换对结构抗震不利，经与甲方商定，转换层设在地面以上结构四层。地震信息输入如下：丙类建筑；地震烈度，6度；场地类别，II类；设计地震分组，一组；特征周期，TG=0.35；地震影响系数最大值，0.04；活荷重力荷载代表值组合系数，0.5；周期折减系数，0.9；结构的阻尼比，0.05；考虑偶然偏心；考虑双向地震扭转效应；振型组合方法，CQC耦联；计算振型数，18个。抗震等级，6度，>80米的一般部分框支剪力墙结构，框支框架为二级，底部加强部位剪力墙为二级，非底部加强部位剪力墙为三级；但由于转换层位置>3层，所以最终框支框架按一级，底部加强部位剪力墙按一级。计算出来弹性位移较小，基本<1/1800，满足规范<1/1000的要求。但由于抗震等级提高，配筋也相应增大。

四、结束语

建筑结构的抗震设计直接关系着人们在地震中能否粗生存，能否保全生命财产安全。根据地震的作用，建筑抗震设计有很多的标准和设计要点。同时，结构的抗震设计对于结构抗连续倒塌有一定的影响。虽然建筑的抗震设计和抗连续倒塌设计存在一定的相同点。但是不能够完全被取代，只是高度的结构抗震设计会提高建筑抗连续倒塌性能。充分证明建筑抗震设计对于建筑结构是有影响的。

参考文献：

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