浅析建筑结构抗震设计的相关问题

谢峰原/身份证号：130406197601190614

浅析建筑结构抗震设计的相关问题

谢峰原/身份证号：130406197601190614

我国是一个地震多发的国家，地震的发生，给我国的经济带来了巨大的损失，也让民众遭受了巨大的伤痛。但是，地震是无法预测和避免的，我们所能做的，就是通过提高建筑结构的抗震性，最大限度的减少人民的财产损失，保证人民的生命安全。笔者就建筑结构抗震设计的相关问题进行了分析研究，为建筑工程的施工设计提供了思路。

建筑结构；抗震设计；抗震措施

据不完全统计，全球每年平均要发生500万次的地震，而中国就占据了全球总数的三分之一，地震造成的死亡人数更是惊人，占据了全球死亡总人数的二分之一，地震带给人们的不仅仅是财产损失，更是无法弥补的心灵的伤害。有分析表明，在地震中，超出半数的人员伤亡都是由于建筑物的倒塌造成的，因此，建筑结构的抗震性成为人们的首要考虑的因素。

1.我国建筑结构物抗震性设计的缺陷

由于我国是地震多发国家，多年以来，我国已形成了符合自己特点的建筑结构的抗震设计方案，但是和国外先进的抗震技术相比，仍有许多不足之处。和国外发达国家的技术相比，我国的抗震规范还有待完善。美国规定，在高烈度地区，要使用高延性等级，而在低烈度地区，则应选用低延性等级，而我国提出的是“三个水准”的目标，即“小震不坏，中震可修，大震不倒”，对于不同的建筑结构来说，这个目标没有普适性，如果笼统的使用同一个目标，势必会影响建筑结构的抗震性，因此，要根据不同的建筑结构选择不同的抗震设计方案，才能有效地保证建筑结构的稳定性。

2.建筑结构的抗震性分析

2.1 高层建筑物的钢结构分析研究

在大型的高层建筑中，钢结构是使用最多的一种结构。钢结构具有非常显著的特点，即具有较高的强度，但是同时质量又非常轻，同时，钢结构具有较高的柔韧性，因此，即使需要承受的载荷很大时，也能通过大变形来释放能量。虽然钢结构具有较高的抗震性，但是也有不足之处，就是成本相对较高，因此，在一些小型工程中，钢结构的使用不是很广泛。

2.2 框架结构的抗震性能分析

框架结构是很多建筑结构普遍使用的一种结构，空间分隔灵活，自重轻，有利于抗震，节省材料；具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点，利于安排需要较大空间的建筑结构；在原材料的用量上也很节省，在较大空间结构的建筑物的施工中应用很广泛。框架结构设计具有良好的抗震效果，而且可以根据不同的需要，把梁或柱浇筑成成各种需要的截面形状。框架结构和剪力墙结构具有一些相同的特点，因此，在具体的施工过程中，二者常常结合在一起使用，形成了独特的框架—剪力墙结构，在保证抗震性能的同时，也能保证一定的使用空间。

2.3 砖混结构的抗震性能分析研究

砖混结构多常见于农村的房屋建造，在现代城市中，除楼梯、阳台等一些附属设施的建造中，其它的建筑结构已经很少使用砖混结构。和框架结构有所不同，砖混结构的承重结构不是梁、板、柱，而是楼板和墙体。砖混结构是以小部分钢筋混凝土及大部分砖墙承重的结构，承重墙体不能有改动，房屋格局的布置没有灵活性，因此，砖混结构在现代建筑中的应用远不如前述三种结构广泛。并且，砖混结构的基本材料是粘土砖，所以，砖混结构的抗震性能也是最差的。

3.建筑结构的抗震设计分析研究

3.1 地基的选择分析

由于地震造成建筑物的倒塌，除去地震的直接破坏因素外，场地的地质条件也是不容忽视的。在选择场地时，应先对地质条件进行综合评定。选择建筑场地时，首先应选择有利于建筑结构抗震的坚硬土质地区，避开土质软化的场地，如果无法避免，也应先做好抗震措施。对于易发生地震的地区，不能建造甲、乙、丙三类建筑，并且有研究表明，在土质越软，覆盖层越厚的地区，地震对建筑物的损坏也就越大，后果更加严重。

3.2 选择抗震体系的分析研究

影响抗震性能的因素有很多种，施工因素、抗震体系的选择等，都会对抗震性能产生一定的影响。

首先，建筑结构的体型不宜过复杂，空间布置要有规则性，这样，在进行设计方案时，由于建筑物的受力明确，在地震的作用下，建筑结构的实际受力以及内力分析就会更加明确，并且，在进行细部设计时，也相对容易。因此，在遭遇地震灾害时，此类结构物的地震损伤相对较轻。

其次，建筑物的空间规则性关系到地震作用的传递，并且，建筑材料的选择使用情况也会影响到抗震延性。因此，如果建筑结构的体型相对复杂，且不具有相对规则的空间结构，就要设置防震缝。如果建筑结构的平面设计不具有规则性，则有必要在薄弱的位置采取科学有效的防震措置。对于体型复杂的建筑结构来说，如果不设置防震缝，为提高抗震性能，则根据符合实际情况的结构设计准确的模型，做好精确的抗震分析，重点分析易发生损害的部位，如果设置了防震缝，则建筑结构就被分割成形体简单、结构刚度均匀的独立单元，减轻或防止相邻结构单元由地震作用引起的碰撞，减少房屋的扭转，提高结构的抗震性能。

3.3 抗震结构体系的选择分析研究

通常情况下，为提高建筑结构的抗震性能，减少在地震中的损害，一般都选择不承担重力载荷竖向支撑墙或者填充墙，或者是具有良好延性的抗震墙作为抗震防线的第一种构件。在框架—抗震墙结构体系中，如果抗震墙遭到破坏，在吸收一定的地震能量后，框架就随即起就承担起防震的作用。此类体系结构的设计思路，既保证了抗震性能，同时又具有良好的强度。如果抗震体系单纯的具有良好的强度，但是延性较低，这样的结构在遭遇地震时，很容易受到破坏，反之，如果抗震体系的延性较好，但是强度较低，在遭遇地震作用时，也容易发生损坏。因此，只有具备合理的刚度和强度分配，重点关注可能出现问题的薄弱部位，保证抗震性能，提高建筑结构的抗震能力。

抗震体系中的延性控制，一般都包括以下两个物理量，一是所研究的部件结构在受到外力作用后所能达到的变形量的范围，二是在变形量达到最大值后，部件结构应具备的承载力的数值。其中，第二物理量是第一物理量的先决条件。因此，为保证抗震结构的延性，保证各部件能充分发挥作用，构件节点的强度应高于构件的连接强度。

4.抗震方法分析研究

在结构设计时，最为简单的就是底部剪力法，根据地震反应谱理论，以工程结构底部的总地震剪力与等效单质点的水平地震作用相等，来确定结构总地震作用的方法。如果结构体系较为复杂，就要选用振型分解反应谱法，这种方法也称规范法，它的核心依据就是振型叠加原理，采取一定的方式叠加起来，得到总的地震作用。如果结构空间特别不规则，则前述的两种方法均不能起到作用，就要选择弹性时程分析方法。

5.结论

由于地震的不可预测性以及不可避免性，在进行结构抗震设计时，会受到很多未知因素的影响，增加了抗震精确计算的难度。因此，为增加建筑结构的抗震性能，不仅仅要依赖于精确定位抗震计算分析，更要重视建筑结构的设计方案。因此，在进行设计时，要多采用结构相对规则的体系，综合评定施工场地的地质条件，做好地震设防工作，加强防震措施，保证建筑结构的抗震性能。

[1]覃绍文.论述建筑结构抗震设计相关问题.广东科技.2009(11).