建筑结构设计中抗震设计要点

刘万民

中车长春轨道客车股份有限公司 吉林长春 130062

我国是一个地震频繁的国家。在近代，罕遇地震给国家和广大人民群众造成了巨大的伤害。因此，在工程建设中从决策到技术层面“抗震安全”越来越受到关注。虽然目前的建造工艺突飞猛进，但对地震的研究水平还远远不够，还不能预测地震。虽然目前我国的地震烈度区划图在我国已经做得非常精准并且非常的科学，但它是基于有限的历史数据。在我国，大型地震或特大型地震有时也会出现在低烈度地区。同时，地震发生时，地震动的三要素存在较大不确定性，即使在同一地区，不同类型的地面运动在地震过程中对建筑物的破坏也不尽相同；地震还存在震级、传播路径、震中距离和震源机制等许多非确定因素，给地震研究带来了很多困难[1]。

1 抗震设计的意义

地震活动是一种很难准确预测的自然灾难，以现在的技术手段不可能准确地对地震活动做出预测。但是依据现实条件，提前采取防护手段也是一种非常好的预防手段。对于非选择性、危险性大的地震活动，如何用科学的理念和技术来预防地震的损害、来减少地震造成的各种损失。现在，世界上绝大部分的国家都有各自的建筑抗震设计规范。小型地震不会对建筑结构造成损害，中型地震可以做到对建筑物进行加固建筑物仍然可以使用，在大型地震建筑物不会倒塌保证人员的安全。这一抗震设计原则得到了广泛的认可和推广，极大地提高了建筑结构的抗震性能。受到地震灾害影响过程中，如果建筑物的使用功能和所采用的结构布置不协调，那么结构体系的抗震性能难以得到有效利用。当出现破坏时，新建的建筑费用要比维修旧建筑的费用高。从经济成本来讲，是非常不合算的，所造成的经济损失是无法估计的，这是建筑结构抗震设计的首要任务。

当前的建筑结构的抗震设计中，对于建筑结构性质、空间作用、材料及外界因素等问题的分析还不够全面。因此在进行抗震设计的过程中，不仅要对相关专业理论知识进行深入运用，同时也要不断结合抗震经验，提出更加科学的抗震设计思路，才能有效提升建筑的抗震能力。

2 建筑结构设计中的抗震设计要点

2.1 钢结构抗震设计

钢结构建筑的优点是重量轻，承载能力高，结构构件标准化程度高，钢结构建筑的主要承重构件由钢板和型钢构成，材质均匀，各向同性好，结构可靠性高。钢结构的材料属理想弹性体，符合工程力学的基本假定，可在抗震设计中充分发挥钢结构的材料塑性、弹性好的特点，允许有适度的变形，能很好地承受动力荷载，在罕遇地震作用下保持结构体系的稳定，避免倒塌。高精度的加工制作工艺可以做到等强连接，实现强连接弱杆件的抗震设计原则，大大提高建筑物的抗震和承载能力。钢结构在我国得到越来越广泛的应用，特别是在大型公共建筑和基础设施中。其中最重要的是机场车站、体育场馆、高层建筑等。钢壳体结构近年也得到应用，具有很好的空间传力性能，能以较小的构件厚度形成承载能力高、刚度大的承重结构，能覆盖或围护大尺度的空间而不需要中间支撑，兼顾到承重结构和围护结构的双重作用，同时也有较好的抗震性能[2]。

2.2 组合结构抗震设计

这里所提到的组合结构主要指的是由型钢、钢筋混凝土组合浇筑成整体的结构，也称为钢骨混凝土结构或劲性钢筋混凝土结构，以组合构件作为主要承载结构体系。其中主要构件为由型钢（或焊接钢构件）- 钢筋混凝土构成的梁、柱、墙等组合构件。型钢 -钢筋混凝土组合结构综合了钢结构和钢筋混凝土结构的优点，并且各自克服了钢材和混凝土在抗震体系中的缺点：混凝土结构自重大、钢材在受到水平荷载时容易发生屈曲。型钢 - 钢筋混凝土组合结构具有高的承载能力以及有效地减轻结构的质量。当前在各种高耸的建筑物中，钢混组合结构都得到了广泛的应用，其中钢管混凝土结构目前应用的最为广泛，钢管对混凝土的约束，使混凝土处于三向受压的状态，提高了混凝土的抗压强度，因此，这种组合结构拥有非常高的强度，来抵抗地震作用。型钢 - 钢筋混凝土结构具有良好的抗震性能以及延性，能满足在不同条件下的抗震设计。

2.3 荷载作用

建筑物受自重、楼屋面可变荷载、竖向地震力等竖向作用和风荷载、水平地震力等水平作用。由于建筑物嵌固部位位于地面或地面以下，在分析水平作用下的力学性能时，可以近似将建筑物整体看成嵌固于地面的悬臂结构，水平作用的弯矩和变形效应将随建筑物高宽比的增大而显著加大。对于高度较低的单层、多层建筑，水平荷载效应较小，主要考虑竖向作用影响。对于建筑，随着房屋高度增大，风荷载、水平地震作用成为结构受力分析应考虑的主要因素。对于高层建筑中大跨度、长悬臂、连接体、悬挑等结构、带转换层的建筑以及高抗震设防烈度地区的建筑，还应充分考虑竖向地震作用影响[3]。

3 结语

地震灾害的发生是不可预期的，地震等级和发生的时间都不可能进行预测，但是以现在的技术完全可以在地震发生时对非震中区域做出相应的预警，从发出预警到地震波传播至设防地区前的这一过程中，建筑物的抗震性能就显得格外的重要，它可以为广大的人民群众提供宝贵的逃生时间，因此，在民用建筑设计的过程中必须充分了解到抗震设计的意义所在，确保设计的结构能够保证建筑结构整体的稳定性。为达到这一要求，必须对抗震设计进行深入的了解，并在设计过程中充分利用各种抗震措施，使建筑物满足抗震设计的要求。