试论建筑结构抗震设计若干问题

■葛 洋 ■香港华艺设计顾问(深圳)有限公司南京分公司，江苏 南京 210037

地震是人类历史进程中最大的自然性灾难伤害事件之一。我国是一个地震发生次数较多的国家，具有地震震源分布较广，频率较高，强度较大的特点。目前我国大陆已经进入了地震活跃期，近几年发生了多场震级较高的地震事件，给人民群众的生命财产健康安全带来了严重的威胁。较大的地震可以在极短的时间里瞬间破坏建筑物，使其被摧毁，发生倒塌事件，给居住在这些建筑里的人们带来了毁灭性的灾难，造成了巨大的损失。

1 地震与建筑结构

无数次的地震事件已经证明，地震区的建筑结构是否合理，是否具有抗震设计，地震结束后的结果也是大大不同。大部分的建筑结构在设计建造时按照抗震设计标准来进行设计加工并且加固的建筑物都可以有效抵抗住地震带来的考验，并没有发生大的倒塌事件;而那些没有进行抗震设计的建筑物，地震发生时都在极短的时间内直接崩塌，成为了地震区的重点灾难地点。想要使建筑物能够有效抵抗住地震的冲击，就必须将抗震设计带到建筑结构设计中去。在进行抗震设计的时候要把抗震设防工作从建筑地点的选择到规划设计，进而具体的施工工程中，最后进行质量的监控和审核都要进行层层把关，严格把握好抗震设计，这是减轻地震灾害，加强抗震的有效措施。

2 新的地震设计规范

我国对建筑的抗震设防已经进行了一系列的改革，颁布了新的GB 50011 -2001《抗震设计规范》。这份设计规划指导用书汲取了历次大地震的震害经验，采用了大量的国内外的抗震设计研究成果，从而更新了新的建筑设计理念，改善建筑设计的方法，从而增加建筑的抗震性，大大提高建筑结构抗震能力，为人民群众的生命财产带来了保证。我国的这份抗震设计具有极其重要的意义，其提出了按基本地震加速度进行抗震设计步骤，调整了相关的抗震设防的类别，增加了一些结构抗震分析和抗震变形分析的要求，严格规范了一些减震的设计等。这些规范上的更新和严格要求，标志着我国的抗震设计已经进入了一个新的时代。

3 建筑抗震设计中的三大问题

3.1 抗震场地的选择

抗震设计中有一点很关键，便是抗震建筑场地的选择。选择对建筑抗震设防有利的地方，避开对建筑抗震不利的地方。地震在发生的时候，除了造成建筑结构瞬间毁灭外，场地的条件也具有一定的关键性原因。地震引起的地裂和地表崩塌会引发更多的灾害。因此，应当选择抗震地点好的场所，避开那些软弱土地和液化土地，如果避不开那些场所，应当采取相应的措施，比如加强地基和结构，采用地桩法等，这些措施都可以有效稳定地震所引起的不利影响。

这些是发生地震时土质的变化，抗震场地的选择还有着很关键的作用。比如发生地震时，人们可以很快逃出受灾建筑，不会因为抗震场所的拥挤等原因而造成人员撤离不及时，从而造成损失的不利情况。

3.2 建筑结构的体系选择

建筑结构体系的合理选择也是一个重要的问题。一般来说，建筑的结构体系设计要考虑到经济性和安全性，因此，建筑结构的体系选择要注意以下几个方面:

第一，结构体系应当注意整体结构的协调性和稳定性，避免因个别地方出现问题而造成整体结构丧失抗震能力。地震设防设计的一个重要原则就是结构应当具有必要的重力分配能力功能，也就是将受到的整体冲击力合理分配到各个地方，在有些部分出现问题时，其他部分也能完成工作，避免崩塌。

第二，结构应当具有明确的计算图和合理的地震作用传递途径。这一点在抗震设计中具有非常重要的意义和作用。在设计中应当严格控制好这一方面，若是在进行这方面的设计时没有明确的途径图和计算方案，一旦发生地震，地震的冲击力会很快摧毁抗震设计，这样会造成巨大的损失。因此，在进行抗震设计的过程中，应当尽量使垂直重力荷载在最短的路径传递到竖向构件墙，通过相关部分结构设计来进行各种途径的转换，尽量减少冲击力。同时，整体结构也要明确，它们的设计部分之间要有贯通和连续性，如果在竖直方向上有变化，那么变化也要控制到均匀。

第三，结构体系应当具备相关的承载能力。良好的承载能力和变形能力会消耗地震带来的冲击力。结构体系采用的钢筋混凝土结构具有非常好的塑性内力重分布能力，能较为充分地发挥和吸收地震带来的能量。

第四，结构体系应当有合理的刚度。虽然塑性对抗震性很重要，但是合理的刚度也是非常的重要，若是建筑的刚性不足，则在地震发生的一瞬间，局部地区就很可能发生突变和崩裂，变形过强也会使变形设计部分承受巨大的压力，若是承受不住，则相关体系设计也会崩塌。因此，在实际的施工过程中，应当注意到这一点，应该加强重点部位的强度，避免造成损失。

3.3 重视建筑平面布置的规则性

建筑的设计应当符合抗震理念，符合设计规范，切记不能采用不符合规范的建筑设计方案。抗震设计方案的制定是非常讲究的，抗震设计规范规定了对平面不规则或竖向不规则，应该采用空间结构计算模型。我国建筑具有非常明显的对称性特点，这在抗震设计中也有非常关键的作用，通过对称性这一特点来进行抗震设计体系构建，将地震时所受到的强大的冲击力分配到两端，两端的各个抗震设防装置和设计就会发生作用，对称性特点会对这一冲击力分散具有非常明显的意义和作用。因此，在进行相关的设计中，应当注意到这一点，在实践中重视这一规则。

4 对提高建筑抗震设计的建议

鉴于我国是地震爆发比较频繁的国度之一，建筑的抗震设计是非常重要的，我国建筑的抗震设计意识已经渐渐苏醒，相关的企业和建筑公司已经请专家对建筑设计图纸进行抗震设计研究，我国的建筑抗震设计得到了巨大的发展。因此，笔者在此提出相关的几点有关抗震设计的建议。抗震设计体系在建筑设计中是非常重要的，因此如何建立好一个合理的安全体系是非常重要的。为了提高抗震能力，应该从以下几点开始下手，首先要有合理的布局。设计好地震分散力路径图。保证支柱和墙在同一水平线，从而形成构件，在地震作用时，塑性构造会进行弯曲，从而减少受到的冲击力。其次，要按照相关的抗震等级来设计柱子、墙体，在关键的地点进行加固，保证建筑结构在地震作用下达到相关的标准。最后，要设置多道抗震设防线，多重的抗震设防线可以层层减少相关的冲击力，一部分延性较好的构件，在受到一定程度的地震冲击力之后会弯曲，然后崩溃，这时候有多重设防线便会起到作用，可以有效抵挡地震冲击力，减少可能造成的损失，保证人民群众的生命健康安全。

5 小结

多年的建筑抗震设计已经让我国逐渐形成了一套具有我国特点的较为先进的抗震设计体系，且在不断的使用过程中渐渐地成熟起来，然而，由于我国这方面的起步较晚，很多方面还是具有不足的地方，因此，这就需要以后更加注意。综上所述，以后的抗震设计要更加注意科学合理性，根据相关的规范要求，严格执行。努力做到大地震不倒塌，小地震没有损坏的特点。相信随着现代建筑工艺的不断进步，收集获得的案例不断增加，我国的建筑工程抗震设计会在未来的一段时间内逐渐成熟，得到巨大的发展，迈上更加广阔的天地和台阶。

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