关于建筑结构抗震设计若干问题的讨论

王明宇

摘 要：地震是一种无法抗拒的自然灾害，据统计全球每年发生的地震约为500万次，其中人们可察觉到的有感地震占地震总数的1%。我国位于世界环太平洋地震带与亚欧地震带之间，地震活动频度高、强度大、震源浅、分布广，是世界上地震灾害最严重的国家之一。汶川大地震之后，我国对大部分结构设计规范做出了重大调整和更新，特别是对《建筑抗震设计规范》做出了更为严格的修订。因此本文根据平时一些结构设计工作经验的积累，主要分析了在当前建筑结构抗震设计中应该注意的事项、涉及的问题以及优化的措施。

关键词：结构框架；经济损失；抗震体系；地质元素

1 引言

从现阶段发展而言，地震灾害往往会对建筑物本身带来非常严重的破坏，为此在实际设计的时候，理应做好抗震设计的工作，以此提升建筑物本身稳定性、安全性以及使用寿命。一方面可以使得建筑物抵挡外部灾害的能力进一步提升，另一方面还能对居民的生命财产起到一定的保护作用，因此有着非常重要的现实意义。

2 抗震设计的主要内容

抗震设计的内容主要涉及三个方面，分别是场地选择、施工设计以及现场布置。这其中，场地选择是确保抗震效果得以发挥的重要前提。在进行场地选择的时候，尽可能选择可以提高抗震效果的地段，确保场地的土质能够满足施工的基本需求。而对于施工设计和布置方面，首先需要确保设计方式足够简单，提升可操作性，以此将对于造成建筑结构稳定性下降的因素予以去除。其次确保建筑结构的整体性，从而使得地震过程中产生的巨大能量得以合理传导，进而起到缓解的作用。再者，在进行抗震设计的时候，还要对建筑物自身所能够承受的作用力予以分析，分析其承受能力，从而对地震灾害产生的整个过程进行模拟，进而提升建筑结构的合理性、安全性以及科学性。

3 抗震结构设计的原则

（1）具有基础功能原则。抗震结构设计中，保证建筑结构最基础的功能是其基本原则，抗震结构的设计不能影响这个建筑本身的承载能力、延展能力和稳定系数。抗震的原理是将原本建筑中薄弱的部位进行加固，将延展性差的部位进行材料的叠加，将稳定性差的部位进行加强使其提高稳定性，整个建筑的稳定性也会提高。（2）抗震防线的多重设置原则。建筑物的抗震系数取决于抗震的结构的设计。一个优秀的抗震结构设计是因为它拥有一个优质的、由多个部分承载和组装的抗震体系，这个体系越强大，抗震能力就越高；延展性越大，在地震中的柔韧度就越好，抗震能力也越高。（3）各个建筑物构件强弱问题的处理。在抗震设计中，设计师需要明确整个建筑物的结构和框架，也要明确各个部位的承重量以及相互之间的联系。当设计师明确了这些关系以后，也能明白建筑物中各个部位的受力强弱问題，间接反映了抗震指数。设计师需要做的是提高建筑物的延展性，保证各个部位足够的弹性和抗压力，使建筑物在地震来临时的损坏程度大大减小。

4 建筑结构设计中抗震设计方法

4.1 地基部分的设计

建筑结构设计中的抗震设计具有较高的技术要求，对于促进建筑行业的可持续发展和健康有序发展均具有重要的意义。建筑结构的地基部分的设计直接关系到建筑结构的刚性，完善地基设计可以提高建筑结构的抗震性能。在建筑项目的建造施工期间，在不同的地基上不能同时建设相关单元的建筑，应减轻荷载，合理设置沉降缝；在埋设建筑基础时要增加埋设的深度，否则会降低建筑物的嵌固作用，且地基部分埋设过浅，在发生地震时，建筑物的振幅加大，容易发生坍塌危险。在具体设计中将位移作为设计基点，对建筑结构进行定量分析，防止地震时地表能量的散发，也防止建筑物在余震中出现共振问题。

4.2 非结构构件设计

建筑结构设计中的非结构构件主要是依附在主体结构上，在设计的过程中对于女儿墙、内隔墙、围护墙、填充墙这些非结构构件的设计要更加关注，加强这些部分的结构设计，可显著提高建筑抗震性。在设计雨篷、女儿墙这些附属构件时要从整体角度考虑，做好连接和锚固工作。例如填充墙的局部范围内可能就会造成主体结构的短柱出现脆性破坏。填充墙、内隔墙和围护墙设计中还要减少主体结构的自震周期，对其刚度分布予以改变，使构件在地震作用下的内力分布得到有效改变，缓解其受力状态。而对于建筑结构中的顶棚、贴面、建筑装饰以及悬吊物部分，则需要综合性的采用柔性连接和刚性连接的双重手段，防止这些构件在地震中发生破坏和脱落。

4.3 设立抗震防线

抗震设计涉及到多方面的设计内容，包括建筑场地的选择、建筑空间的布置、建筑结构参数的计算等，这些设计工作均需要综合实际情况做好统一部署、合理规划。在不同的地区，由于地质状况和地理形态不同，发生地震的频次以及强度等均不同，建筑结构需要的抗震性能也各不相同，为了更好的进行抗震设计，需要设计抗震防线，提高建筑的安全系数。采用框架剪力墙的建筑结构，可以选择“强柱”、“弱梁”的结构类型，对于双重的抗侧力结构体系，第一道防线则是抗震墙，第二道防线则是框架，根据楼层剪力以及地震倾覆力的大小合理分析结构构件受力特性。从理论上分析设计双重抗侧力体系的抗震效果更好，可以防止某一种结构构件受地震破坏后对建筑物造成致命性的影响等。

5 建筑结构抗震设计的注意项

随着中国国民经济的不断繁荣发展，建筑行业的进步尤为突出，建筑形式日新月异。特别是多、高层建筑，除了高度的增高以外，平面布置、竖向体型越来越复杂，结构体系也日趋多样化，这就为建筑结构的抗震设计提出了更高的要求。抗震设计的目的是使建筑物在使用寿命期间内对不同频度和强度的地震具有相应的抵抗能力。为了提高建筑结构的抗震性能，就需要注意以下几点：（1）建筑场地的合理选择，当场地的特征周期与建筑物的自震周期接近时震害严重，因此设计时应使两者的周期避开（2）合理控制建筑物的高宽比、长宽比，这是结构的刚度、整体稳定、承载能力和经济指标的宏观控制（3）建筑平面布置力求简单、均匀、对称和规则，尽量避免错层，以求受力途径明确合理（4）由多个延性较好的结构体系结合在一起协同工作，形成多道抗震防线（5）在符合计算地震作用的基础上，建筑物构件必须满足规范要求的抗震构造措施，以求做到强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件等。

6 结束语

综上所述，现阶段，由于地震灾害频繁发生，我国政府部门已经极为重视我国建筑结构抗震设计方法的发展情况，并且正在积极努力的引导社会各级组织机构进行建筑结构抗震设计方法的优化创新。目的在于进一步提升我国建筑的抗震能力，降低有地震灾害所导致的人员伤亡量以及经济损失量，为我国人民群众的人身安全提供必要的安全保障。在这种大环境下，建筑行业管理人员，建筑学研究学者以及政府部门必须要建立起坚实的合作关系，共同将工作重心放到中国建筑结构抗震设计方法发展及若干问题的研究上，结合地震灾害的特征以及我国建筑结构的特征，不断的对中国建筑结构抗震设计方法进行优化创新，以此来提升我国建筑结构的抗震能力，进而有效地控制地震灾害所造成的损失，保证人民群众的人身安全。

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