探析建筑结构中的抗震设计

李丽丽 锦州华地建设集团有限公司

探析建筑结构中的抗震设计

李丽丽 锦州华地建设集团有限公司

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。

建筑结构设计 抗震重要性

一、建筑结构的抗震性分析

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.大型建筑结构的剪力墙结构分析研究

由于钢结构的成本相对较高，因此，在一些中层建筑工程中，通常选用剪力墙结构作为建筑结构的主要承重结构。剪力墙最大的优点表现在良好的承受力上，竖向和横向的载荷都能很好的承受，并且水平方向的位移能得到很好的控制。和钢结构相比，由于成本相对较低，也具有良好的抗震性能，因此，剪力墙结构在一些中高层建筑中也有广泛的应用。

3.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。

4.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。

二、增强建筑结构抗震性的方法

在探析增强建筑结构抗震性的问题时，既要总结我国的方法，也要借鉴诸如日本、美国等在抗震研究上比较成熟的国家的经验。具体说来，主要由以下几种方法：

1.振型分解反应谱法。该方法源于美国，因其具有合理性和有效性的优点，被多数国家，包括我国所采用。该方法是用来计算多自由 度 体 系地震作用的一种方法，对于增强高层建筑的抗震性效果明显。在我国，常用的反应谱振型分解组合有两种：SRSS和CQC，而且我国抗震规范明确要求在高层建筑中必须用此法计算等效地震力。对于低于40m的建筑结构设计，一般用反应谱底部剪力法；设计的建筑结构高于40m时，可以用反应谱振型叠加法，用SUSS对简化的平面结构进行分析，用CQC进行空间协同分析，充分考虑各振型之间的影响。

2.弹塑性分析法。该方法又包括静力弹塑性法和动力弹塑力分析法。与其他方法不同的是，弹塑性计量方法主要的应用对象是现有的建筑结构和设计方案，其实践意义更为重要。

评估步骤为：根据要评估的建筑结构的实际情况，在其结构上面施加某种分布的水平力，逐步加大水平力直到建筑结构各构件分别进入塑性状态。通过调整水平力的大小和分布，找到所测建筑结构的位移极限，进而知晓其抗震性能。

该方法实用性非常强，已被列入我国《建筑设计抗震规范》。对于处于地震多发区的早已建成的建筑结构，运用弹塑性分析法对其抗震性能进行评估，找到安全隐患并及时进行抗震加固防护，可以极大地减轻地震在发生时造成的损失。

3.框架剪力墙结构。实践证明，在我国目前的建筑结构种类中，框架剪力墙结构的抗震性能最好。框架剪力墙结构就是将一定数量的剪力墙至于框架结构之中，既能满足不同功能的要求，又可以增大局部构件和整体的刚度。

框架剪力墙最大的特点是，其框架中没有一般意义上的梁柱，取而代之的是钢筋混凝土墙板[4]。这种墙板既可以承受住各类负载引起的内力，又可以有效地控制作用在结构上的水平力，还具有刚度大、节约室内空间、方便利用等特点，在我国高层住宅中应用极为广泛。

4.具体设计细节。在选择了抗震结构后，还需要做好一些细节工作，确保该建筑结构达到《建筑抗震设计规范》规定的大震不倒、中震可修以及小震不坏[5]。应着重注意：（1）坚持“强墙弱梁”原则。所谓强墙弱梁，与强柱弱梁是一个原理，基本思路就是人为加大墙柱对于大梁的抗弯能力，保证在地震时梁端塑性铰比柱端塑性铰出现的早，从而使整个框架拥有一个稳定的塑性耗能机构，最大限度的消耗所受压力。（2）强剪弱弯。地震对于剪切的破坏属于脆性破坏，即剪切被破坏后将完全丧失结构抗震能力。与弯曲破坏的可观察性、可预测性不同，剪切破坏会瞬间发生，无法防范。

5.外围保护 。建筑结构的抗震性再好，如果将其建在地震多发地带，其使用寿命也会大大缩短，因此应将建造地址选尽量选在各种类地震都比较少发的区域，最大限度的延长其使用寿命，让高抗震性建筑“长寿”。

结束语：总之，地震是给我国造成巨大损失的主要地质灾害之一，通过增强建筑结构的抗震性可以最大限度的减少人员伤亡和财产损失。要想提高我国建筑结构设计的抗震性，既要总结自身经验，也要借鉴国外先进技术。用先进的评估方法检测建筑结构的抗震性能，选择抗震性最好的建筑结构体系，做好“强柱弱梁”、“强剪弱弯”等细节工作，为我国的防震抗震事业做出贡献。

[1]方小丹，魏琏.关于建筑结构抗震设计若干问题的讨论[J].建筑结构学报.2011（12）

[2]倪广林.对建筑结构抗震设计的若干思考[J].山西建筑.2010（27）