浅谈建筑结构设计中的抗震设计

涂冬冬

摘 要：近年来，我国各类自然灾害发生的较为频繁，给人民群众的生命和财产安全带来了较大的危害，特别是地震灾害的发生，所带来的损失更为严重。在地震发生时，一旦建筑倒塌则会造成严重的人身伤亡。所以需要在建筑结构设计时将抗震设计放在非常重要的位置，有效地提高建筑的抗震能力，降低地震中建筑的损坏程度，保障人们生命和财产的安全。文章对抗震设防的目标进行了分析，并进一步对建筑结构设计中的抗震设计策略进行了具体的阐述。

关键词：建筑结构；设计；抗震

引言

近年来，随着建筑开始不断向高层及超高层方向发展，其结构也开始呈现复杂化，为了确保建筑结构具有良好的抗震性能，则对高层建筑的结构设计成为设计师设计中的难点问题。建筑结构抗震设计是一项系统、复杂的工作，需要从选址到结构设计的整个过程中都要对抗震设计进行充分地考虑，需要在建筑结构设计过程中运用不同的抗震方法来确保设计的建筑结构能够更好地符合贯彻结构设计的要求，而且建筑项目的不同，其抗震的设计也存在着较大的差别，所以需要在设计时针对建筑的特点选择最合理的抗震设计方案。

1 抗震设防目标

目前在我国建筑结构的抗震设计时，需要做到“小震不坏，中震可修，大震不倒”。这是对于抗震设计的具体要求。即在发生的地震烈度低于建筑的抗震设防烈度时，建筑建筑处于弹性工作状态，即其在地震中不会受到损坏，仍可以正常进行使用；而对发生的地震烈度与建筑的抗震烈度相当时，则此时建筑结构处于非弹性阶段，建筑物可能受到损坏，但经一般性的修理即可继续使用，即建筑物在地震破坏下经修理后仍可以继续进行使用，即建筑结构处于可修复的范围；而当发生较大震级的地震时，其烈度高于建筑物设防的烈度，在这种情况下，建筑物处于非弹性变开中，但要求建筑结构防震设计不致于倒塌或危及生命安全，在非弹性变形下人员可以从建筑物内进行逃离。

2 建筑结构设计中的抗震设计策略

2.1 建筑场地

在进行建筑场地选择时，需要选择对抗震有利的平坦开阔地段来进行建设，而且在确保建设场地的土具有较好的坚硬性及密实度，而且硬度和密实度较为均匀。避免选择一些对抗震不利的地段上进行建筑物的建设。因为一些软土、液化土、山岳、陡坡、采空区及河岸边缘等地段，其场地土无论在其分布、岩性及状态上都处于不均匀状态，不利于达到抗震的要求，对于实在无法避开需要在这些地段上进行建筑物施工时，则需要做好防震措施。对于一些极易发生滑坡、地陷、地裂及泥石流等抗震危险地段，则不能进行甲、乙、丙类建筑的施工，同时对于地震断裂带上易发生错位的地段也不能进行建筑物的建设。

2.2 选择有利于抗震的建筑平面和立面布置

2.2.1 建筑的体型要简单，平立面布置宜规则

当建筑物其体型较为简单和规则时，在设计时能够更好地明确其受力性能，而且对于其在地震发生时的实际反应及其内力也能够进行准确地分析，而且结构内部具体的构造也易于处理，这样的结构即使在地震作用下其受到的损害也较小。而相对于体型及平面不规则的建筑物，由于立面上高低错落，这样就会形成刚度和强度上的突变，极易使应力或是变形集中出现，导致薄弱环节产生，在地震作用下其薄弱处会首先发生变形损坏，产生较大的危害。

2.2.2 建筑的平、立面刚度和质量分布力求对称

建筑的刚度和质量分布不对称、即使在地面平动分量作用下也会发生扭转振动，从而造成比较严重的危害。所以，建筑或其独立单元应力应求刚度、质量的对称，使其质心与刚心重合或偏心很小。

2.2.3 建筑的质量和刚度变化要均匀

建筑的质量和刚度沿竖向分布往往是不均匀的。例如，由于建筑的竖向收进，地震时收进处上、下部分振动特性不同，易于在收进处的横隔层（楼板）产生应力突变，使竖向收进的凹角处产生应力集中；又如，在建筑物底层设置上下不连续的抗震墙（如底层框支抗震墙）、使建筑物沿竖向的不均匀性；框架的填充墙在层高范围内未连续设置或存在楼层的错层，使框架形成短柱，也易于造成危害。设计时对上述质量和刚度沿竖向分布不连续的情况应加以限制、采取必要的构造措施。

2.2.4 必要时设置防震缝

防震缝的设置，应根据建筑类型、结构体系和建筑体型等具体情况区别对待，不提倡一切都设，也不主张都不设，可按结构的实际需要考虑。

体型复杂的建筑不设防震缝时，应选择符合实际的结构计算模型，进行精细的抗震分析，估计其局部应力和变形集中及扭转影响、判别其易损部位、采取措施提高抗震能力。

当设置防震缝时，应将建筑分成规则的结构单元，防震缝应根据烈度、场地类别、房屋类型等留有足够的宽度，其两侧的上部结构应完全分开。

2.3 建筑结构体系的合理选择

2.3.1 建筑结构体系应当避免因部分结构或构件的破坏而导致整个建筑结构丧失抗震能力失去对重力荷载的承载能力

建筑结构抗震设计的一个重要原则就是结构应当具有必要的赘余度、良好的变形能力和内力重分配的功能，地震中，即使一部分构件退出工作，其余部分构件仍能承担起竖向荷载，避免整体建筑结构失稳。

2.3.2 建筑结构体系应当具有清晰明确的计算简图和恰当合理的地震作用传递路径

在这过程中，竖向建筑构件的布置，应尽量使竖向建筑构件在垂直重力荷载作用下的压应力水平接近均匀；楼屋盖梁体系的布置，应尽量使垂直重力荷载以最短的路径传递到竖向构件墙、柱上去；转换结构体系的布置，应尽量做到使上部结构竖向构件传递来的垂直重力荷载通过转换层一次至多二次转换。另外，建筑的整体抗侧力结构体系也必须明确，抗侧力结构一般由框架、简体、剪力墙、支撑等组成，它们宜尽量连续贯通。

2.3.3 建筑结构体系应当具有合理适度的强度和刚度

宜具有合理恰当的强度和刚度分布，防止和避免因局部削弱或突变形成薄弱部位，产生过大的塑性变形集中或应力集中；建筑的框架结构设计应使节点基本不被破坏，底层柱底的塑性铰宜形成晚，应当使柱、梁端的塑性铰出现得尽可能地分散；对于可能出现的薄弱部位，应采取适当措施提高抗震能力。

2.4 重视建筑平面布置的规则性

在我国的抗震设计规范中对于各种不规则的建筑都对其所需要选择的计算模型进行了规定。对于建筑的平面和立面布置在设计时尽可以的按照抗震设计的原则进行设计，采用规则的设计方案，特别是在我国建筑的建设时，由于其和种结构特点，要想实现抗侧力主体结构的对称性较为容易。而且建筑平面布置的规则性不仅对抗震性能有较大的影响，而且在建筑结构设计中也具有非常重要的作用，所以需要在实际建筑结构设计时对这点进行特别关注。

3 结束语

建筑物结构的抗震性能对于建筑物整体的性能具有十分重要的影响，所以需要在进行结构设计时将抗震性能贯穿于从选址到结构设计的整个过程中，确保建筑结构设计通达达到符合的要求。所以要求设计师在进行不同建筑物结构设计时，需要选择最适合的抗震设计方法，实现对结构的合理布置，提高建筑物的抗震性能，确保在地震中建筑物尽可能发生较小的损伤，保护人们生命和财产的安全。

参考文献

[1]冯广泉.多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计[J].农村科技，2010（09）.

[2]陈庆金.建筑设计施工过程中抗震措施的应用[J].科技导刊，2010（7）：78-79.