建筑结构抗震设计的探索与思考

李华平

摘 要：近些年我国地震灾害频发，这使建筑物在设计过程中越来越重视抗震设计，尤其在城市建筑中高层建筑已经成为主体，其自身更容易受到地震的威胁，因此在设计的过程中尽可能的简化建筑结构，详细分析出结构的抗震要点，将结构和地质条件相结合，这才能保证建筑物获得良好的抗震能力。本文从建筑抗震的理论出发，并且合理的探究好建筑的设计理念，并且根据其设计形式，采取有效的抗震措施。

关键词：高层建筑；结构；抗震；设计

在建筑结构设计中，建筑结构必须遵循合理的抗震分析，并且进一步的进行完善，同时保证建筑结构性和地基的材料特性，通过动力响应和理论分析，采取最为稳定的设计方法，针对建筑结构中的常见问题进行总结，以满足建筑的整体抗震要求。

1 建筑结构在抗震设计中面临的问题

1.1 建筑高度过高

目前，我国常见的高层建筑设计中，对于防震强度和抗震结构所采取的形式都是以建筑的总体高度为基础的，只要建筑在规范的高度范围之内，就能够有效的保证抗震能力。但是在我国的建筑设计中，往往会忽视这一点，很多地区对形象工程的追捧，导致建筑超高现象严重，这使这些建筑的抗震能力大幅度的被减弱，并且在结构设计上也违反了相关标准并且加大了工程的整体预算。

1.2 建筑位置选择的随意性的

我国过程的共同特点在于人口较多，城市空间狭小，这使城市建筑中的土地资源异常珍贵，建筑的建设根本没有选择的余地，高层建筑要想增强其抗震性，就必须在选址上下功夫，要避免老旧河道、多层土交汇点、断层、滑坡、地陷等位置，这样才能适当提高其抗震能力。

1.3 建筑结构体系不合理

建筑的结构体系是保证整体抗震性的关键，建筑材料和结构在选择上必须得到人们的重视。建筑结构在整体上多为框架和框剪结合的建筑，以钢筋混凝土的结构位移作为整体的基准性，而建筑材料为钢筋混凝土，这就使其带有一定的弯曲性，如果单一的依靠建筑的结构刚度来降低侧移，不仅会加大整体结构的负担，而且会增加很多结构物，这使建筑的成本不断扩大。

1.4 抗震强度等级较低

我国的建筑抗震等级一直低于国际标准，随着汶川、玉树等地区的地震灾害事件，我们必须合理提高建筑的抗震强度，尤其是加大对于中型和较低地震强度的控制，要针对地区性地震监测来进行，并以较频发的地质强度等级作为标准，以提高建筑的抗震要求

2 高层建筑结构抗震设计

2.1 建筑抗震设计理念

我国针对建筑的抗震设防被划分为“三水准、两阶段”，其中三水准指的是“小震不坏，中震可修，大震不倒”。在进行第一设防强度的设计中，震感要普遍低于本地区的历史地震等级，并且使在地震发生后建筑物可以不被损坏，并且能够正常使用，所以在进行第一设防强度计算中要根据建筑的承载力极限状态为基础，保证弹性的变形限值。其次是进行第二设防强度的计算中，所取值尽量符合本地区的常见设防强度，并且使结构弹性能够符合弹性变形值，在这一设计中要保证建筑在受到破坏的状态下，不修复依然能够继续使用，这就要求建筑的延性能力不发生变形和脆性破坏。最后是第三设防强度的计算，这要求抗震强度要高于地震的设防强度，在结构发生破坏后，仍然能够根据结构的变形性不倒塌，同时不发生能够威胁生命财产的破坏性，最大程度的争取人员安全，同时提升建筑必须具备加大的变形能力，并且其弹塑形变不会超过规定的弹塑性变形限值。三个水准强度的地震作用水平，按三个不同超越概率（或重现期）来区分的：多遇地震：50年超越概率63.2%，重现期50年；设防烈度地震（基本地震）：50年超越概率10%，重现期475年；罕遇地震：50年超越概率2～3%，重现期平均约为2000年。

2.2 高层建筑抗震设计标准和措施

在建筑设计中抗震形式是在三个水准上进行设计的，但是需要通过两阶段来实现设计方法，在很多方法步骤的设计中，两个阶段都有其自身作用。首先第一个阶段要根据第一步骤采取与水准强度相应的地质动参数，现在线性结构上计算出弹性状态下所需要的地质效应。然后针对风、重力等多种荷载进行组合，以得出承载力需要调整的抗震系数，在进行构件设计中要满足第一水准清的要求后在进行第二步的地震动参数計算。在这个计算的过程中要根据层间的位移角度，进行计算，并且不使其超过抗震所规范的固定值，同时根据其抗震构造措施来进行足够的延性变形，并保证变形能够满足第二水准的要求。在第二阶段的设计中要将三水准所涉及的参数与建筑结构相互融合，通过对地震震动参数的计算，来计算出结构中的软弱层和抗震的薄弱环节。以此来确定抗震规范的具体限值。并且艺术进行必要的抗震结构设计，使其能够满足第三水准中的房屋前度要求。

在抗震措施的选择上要针对其设计概念，抗震经验，地震记录等进行综合设计，要控制好建筑的基础高度，并且通过结构的延性来在结构类型和材料方面进行总结。在抗震设计中，从概念设计，抗震验算及构造措施等三方面入手，在将抗震与消震（结构延性）结合的基础上，建立设计地震力与结构延性要求相互影响的双重设计指标和方法，直至进一步通过一些结构措施（隔震措施，消能减震措施）来减震，使结构建筑在地震状态下能够取得十分良好的经济性和抗震性，并且保证抗震设计的基本规范并且最大提高强柱弱梁、强剪弱弯和强节点弱构件的使用性能。

2.3 高层建筑结构的抗震设计方法

《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）对各类建筑结构的抗震计算应采用的方法作了以下规定：高度不超过40m，以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构，以及近似于单质点体系的结构，可采用底部剪力法等简化方法；所以在进行建筑结构分析的过程中容易采取振型分解的方法，并且在结构相对复杂的建筑中更要限制高层建筑，并且要采取实时分析法并且，在地震较多的情况下进行补偿设计，可以直接参考多条曲线线路的选择结果，并且在平均值的取样上选取较大值。

3 结束语

在当今地震的预测几乎没有成功的案例，所以要想通过预测手段来完成地震预测是非常困难的，为了降低地震所带来的危害，就要在建筑结构上下功夫。在建筑工程设计过程中，必须从建筑的整体宏观性上出发，结合建筑的结构性和功能性，进行建筑抗震的整体设计。同时采用先进的技术手段和新型材料，最大程度的提高其性能，以满足实际的抗震需求。

参考文献

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