分析建筑结构中的抗震设计

蒋炳礼 郭彬彬 刘凯

摘 要：随着高层建筑的迅速发展，建筑高度不断增加，高层建筑的结构设计也成为结构工程师设计工作的主要重点和难点。其抗震设计变得尤为重要，建筑结构的抗震设计是一个完整、系统的概念，从场址的选择到建筑物的结构设计，抗震设计贯穿了整个过程。建筑物的抗震设计是衡量建筑结构设计是否符合要求的重要指标。因此如何准确、合理的运用不同的抗震设计方法，是非常重要的，对于不同的建筑、不同的情况应区别对待，从而寻求最合理的抗震设计。

关键词：抗震；设计

1 前言

有关建筑工程的抗震设计已经引起了世界各地的高度认识，它对人们的生产生活有着重要的影响。在建筑设计的过程中，设计人员要重视抗震方面的问题并采取有效的措施来降低地震对建筑的破坏，进而保障人们的切身利益。

2 抗震设计在建筑结构设计中的重要性

2.1 充分保护生命财产安全

房屋建筑的使用对象一般来说都是为人们的生活提供一个固定的场所，它最实用的功能就是解决人们衣食住行中住的问题，如何评判一个好的房屋建筑首先就是其实用性，其次就是美观程度。在如今的时代大背景下，人们对自然灾害的防护意识并不高，在建筑行业中，有些建造商利欲熏心，为了获得更高的利益在建筑过程中偷工减料，导致房屋的抗震性能不高。另一方面就是长期以来，人们对抗震意识的匮乏导致抗震设计技术不能得到进步和发展，因为人们没有这方面的需求，在技术方面也很难取得長远的突破。

2.2 促进建筑结构设计理念的创新和进步

众所周知，2008年的四川汶川地震给当地人们带来的巨大的损失，不管从物质上还是从精神上，这种国家的创伤使我们永久的铭记，在汶川大地震发生的时候除了震级较大的原因导致损失十分严重之外，还有另一方面的原因需要引起人们的重视，那就是在地震之前，在房屋建筑设计中对抗震设计的考虑较少，大多数的房屋都是这样，没有先进的设计理念，房屋的抗震性能较差。在汶川地震以后，房屋的抗震设计得到了有关部门的重视，人们开始着力研究如何使房屋的抗震性能变得更好。

3 抗震设计的基本原则

为了使建筑物达到抗震的效果，在对建筑工程进行设计的过程中首先要考虑建筑物的整体结构，然后注意某一结构在地震情况下的整体反应，随后对其进行分析，通过分析计算、材料的选择和方案的规划来进一步的提高建筑工程的抗震效果。在地震发生的过程中，尽量的避免建筑物因薄弱部分而引起的一定程度的破坏。在建筑设计的国政中要遵循以下几点原则。

3.1 对建筑结构进行整体的规划

设计人员在进行建筑设计的过程中要综合规划抗侧力的结构，进而保证建筑设计的均匀、对称和规整。在进行实际设计的过程中，设计人员要将规则的图形或者是对称的图形作为构造形式并在此基础上调整调整建筑结构的整体性，进一步的实现惯性力的聚集和传递，将地震过程中的破坏力分开，以此来保证建筑物在地震过程中的安全。

3.2 保证建筑物的结构刚度

在对建筑物进行设计的过程中，要考虑地震作用力的双向性，进而保证建筑物能够从各个方向对作用力进行抵抗。设计者还要将主轴方向上的刚度控制在合理的范围。另外，结构刚度方面的设计还要能够防止建筑物的过度变形，进而避免地震作用力下的整体结构变形较大，造成建筑破坏，导致人员伤亡和财务损失。

3.3 抗震防线的设置

建筑工程的结构体系包括很多的结构分体，这些结构分体进行协调合作，进而降低地震对建筑物的影响。有些地震在发生之后还伴随着很多次的余震，并且余震的级别不一，所以设计人员要设计多道抗震的防线，以此来保证建筑物尽量不受余震的影响。抗震的防线要通过有效的方式安置在结构在内外部，设计人员还要尽最大努力来处理结构刚和柔的关系，进而提高建筑物抵抗地震的能力。

4 建筑结构设计中的抗震设计策略

4.1 建筑场地

（1）应选择对建筑抗震有利的地段，如开阔平坦的坚硬场地土或密实均匀的中硬场地土等地段。

（2）应避开对建筑抗震不利的地段，如软弱场地土，易液化土，条件突出的山嘴，高耸孤立的山丘，非岩质陡坡、采空区、河岸和边坡边缘，场地土在平面分布上的成因、岩性、状态明显不均匀（如故河道、断层破碎带、暗埋的塘滨沟谷及半填半挖地基等）等地段。当无法避开时，应采取有效的抗震措施。

（3）不应在危险地段造建甲、乙、丙类建筑，对建筑抗震危险地段，一般是指地震的可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等地段，发震断裂带上地震等可能发生地表错位地段。建筑场地为Ⅰ类时，甲、乙类建筑可按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施；丙类建筑允许按本地区抗震设防烈度降低一度的要求采取抗震构造措施，但抗震设防烈度为6度时，可按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施。另外，场地土的刚度大小和场地土覆盖层厚度是影响建筑物震害得主要因素。震害调查表明，土质越软，覆盖层越厚，建筑物震害越严重，反之越轻。

4.2 选择有利于抗震的建筑平面和立面布置

（1）建筑的体型要简单，平立面布置宜规则。体型简单和规则的建筑，受力性能明确，设计时容易分析结构在地震作用下的实际反应及其内力分析，且结构细部的构造也易于处理。所以这类结构遭遇地震后其震害相对都较轻。反之，建筑体型不规则，平面上曲出凹进，立面上高低错落。易于形成刚度和强度上的突变，引起应力集中或变形集中，也容易形成薄弱环节，往往造成比较严重的危害。

（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。

（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。

（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。抗震规范的原则是，建筑防震缝的设置，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。

5 结束语

建筑结构的抗震设计对于建筑整体的应用性能具有较大的影响，所以在建筑结构设计时应在建筑场地选择到建筑结构设计的整个过程中，使抗震设计符合相应的要求。建筑结构的防震设计是保证建筑物稳定的基础，也是对人们生命及财产安全的有效保障。

参考文献：

[1] 李志刚.建筑结构设计中的抗震设计[J].科技创新与应用，2012（3）：177.

[2] 卢建平.论房屋建筑结构中的抗震设计要求[J].江西建材，2011（4）：59～60.