建筑结构抗震设计若干问题的探究

师冬梅 王光

摘要：本文首先阐述了建筑工程结构抗震设计研究的关键意义，接着分析了建筑结构分析方法和基本假定，最后对建筑的抗震设计进行了探讨。希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。

关键词：建筑结构;抗震设计;若干问题

引言：

基于地震属于不可抗力的自然灾害，同时具备了很强的不可预估性，一旦有地震灾害产生，将会对建筑以及民众的个人安全、财产安全产生极大的影响。因此，为了可以有效降低地震的影响程度，结构工程师在建筑抗震设计时，要注意多学习多思考多总结，从结构概念到结构构件布置都有清晰的理解，如此才可以将建筑的抗震设计落实到实际工程项目中，并以此来确保设计质量得到提升，增强建设物的抗震能力，防止因为地震而造成的严重后果。

1 建筑工程结构抗震设计研究的关键意义

从目前情况来看，地震是人们平时生活中最常发生的自然灾害之一，同时地震灾害产生以后的危害性、破坏性非常大，并且也具备了很强的不可预估性。因此，一经发生地震，影响程度将特别大，倘若人们居住的建筑没有抗震能力，就会危及民众的个人安全以及财产安全。可见，建设物本身的抗震能力具有了特别关键的作用。在很早以前，我国在对建筑结构抗震标准方面就提出了“小震不坏、中震可修、大震不倒”的准则，所以大部分结构设计人员都意识到了建筑结构抗震能力的重要性，并且按相关规范、标准要求进行建筑结构抗震设计，以保证建筑抗震能力得到显著的提升，继而保障建设物的整体安全稳固性，这样就能最大程度上降低地震对民众生命财产安全的影响程度。因此结构设计人员的责任重大，如何使建筑在地震来临时发挥出应有的抗震能力，保证人民生命安全与财产安全是结构抗震设计人员需要重点研究的内容。

2建筑结构分析方法和基本假定

2.1计算模型和整体分析方法

建筑内力和变形计算应当采用能够合理反映结构受力特性的计算模型。一般情况下应建立空间三维的整体计算模型，对于复杂高层和超建筑结构还应采用多种力学模型进行分析比较，确保分析结果的可靠性。建筑结构的计算模型应根据实际计算精度的需要，充分考虑不同工况对各种荷载效应的影响，如施工过程对重力荷载效应影响、不同风向及风向角对风荷载效应的影响、双向水平地震的耦合等。对于需要考虑结构动力响应、材料非线性的情况，应相应采取时程分析、弹塑性分析予以补充计算分析。在进行结构设计之前，还应认真分析判断力学模型的合理性和计算结果的准确性。

2.2荷载假定

作用于建筑的主要荷载大致可分为竖向荷载、风荷载和地震作用三类。其中竖向荷载包括建筑物自重、楼屋面可变荷载和雪荷载等，通常等效为沿竖向作用的均布荷载进行计算。风荷载与所在地区平均风压、房屋高度、建筑體型以及结构对风荷载的动力响应等因素有关，涉及较为复杂的流体动力学问题，目前难以进行精确求解，相关数值和影响系数大多通过观测统计和风洞试验数据获得，这方面理论研究有待进一步深入。实际地震力对建筑物作用机理非常复杂，与震源机制、震级大小、震中远近等地震因素和特征周期、阻尼比等建筑物自身的动力响应特征都密切相关，目前主要基于地震反应谱理论，根据地震影响系数曲线分别计算水平和竖向地震作用。

2.3变形假定

进行重力荷载和多遇地震作用计算分析时，在几何非线性的影响可忽略不计的前提下，通常采用小变形假定简化计算。对于刚重比较小的建筑结构，可以采用内力和变形增大系数修正小变形假定下的线性计算结果的方法，近似反映二阶附加效应。在进行罕遇地震作用的计算分析时，对结构薄弱部位应补充相应的弹塑性变形验算，确保实现“大震不倒”的设计指标。

3建筑的抗震设计

3.1传统抗震设计

传统抗震设计注重提高建筑的抗震承载力。目前我国抗震设计一般通过“二阶段”设计方法实现“三水准”设防目标。“三水准”即“小震不坏、中震可修、大震不倒”，“二阶段”即小震作用下弹性计算和大震作用下弹塑性验算。通过地震作用计算可是实现第小震和大震水准下的设防要求，中震设防要求通过抗震机构控制和抗震构造措施实现。在进行建筑抗震设计时，除根据建筑结构特点，应用底部剪力法、振型分解反应谱法及必要的补充时程分析地震作用计算外，还应注意强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件等内力调整措施和抗震构造措施的实现，确保建筑在较大地震力作用下能够按照设计意图实现抗震耗能和关键构件的安全。

3.2抗震性能化设计

除提高抗震承载力外，通过隔震、消能减震等方法减少地震作用对建筑影响的思路也逐渐被应用到建筑设计实践中。抗震性能化设计在综合考虑抗震设防、震后损失、工程造价等因素的情况下，分级设定抗震性能目标，区别关键构件和耗能构件的抗震性能水准，允许结构在承载力和延性之间取得平衡，为抗震设计提供了新的思路和发展方向。

3.3抗震等级的确定

建筑结构的抗震等级，是保证抗震措施的重要参数，因此，正确地确定抗震等级，才能保证建筑抗震能力。框架结构、抗震墙结构的抗震等级按规范表格直接确定，而框剪结构，应根据规定的水平力作用下结构底层框架部分承受的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩的比值确定相应的抗震等级，当比值小于等于10%时，剪力墙部分抗震等级按剪力墙结构，框架部分抗震等级按框剪结构;当比值大于10%但小于等于50%时，按框剪结构确定抗震等级;当比值大于50%时，框架部分抗震等级按框架结构，剪力墙部分抗震等级按框架结构。

3.4防震缝的宽度

建筑设置伸缩缝、沉降缝时，变形缝的宽度均应满足防震缝的宽度要求。防震缝的宽度计算方法，规范中有明确的计算方法，需要注意的是，当两侧的建筑结构形式不同、层数不同时，应按高度较小的建筑确定防震缝宽度。但根据以往的震害发现，虽然防震缝宽度满足规范要求，但在强烈的地震作用下仍然有发生碰撞的可能，两侧的建筑饰面实际上又减小了防震缝的有效宽度，因此，建议适当加大缝宽，在有条件时，加大建筑结构的侧向刚度，以减小地震作用时建筑的水平位移。

結束语：

在建筑结构设计时，应对建筑结构的抗震设计进行深入研究，以保障建筑项目的安全性、适用性和合理性。为此，主要以建筑结构抗震设计为研究对象，从抗震设计的关键意义出发，对于建筑工程结构设计中的抗震问题及时进行总结很有必要。

参考文献：

[1]建筑结构设计中的抗震结构设计理念[J].吴伟.工程建设与设计.2019（19）

[2]关于建筑结构抗震设计若干问题的讨论[J].王楠.居舍.2018（35）

[3]建筑结构抗震设计若干问题的讨论[J].肖飞.化工管理.2017（23）