抗震建筑结构抗震设计若干理由要求

【摘要】我国是一个多地震国家，具有分布广、频率高、强度大、震源浅的特点，所发地震，破坏力极强，危害极大。因此，建筑结构的抗震设计显得尤为重要。本文笔者将对建筑结构抗震设计中应注重的几大问题进行详细地分析和探讨，并对如何提高建筑结构抗震能力提出了看法，力图为结构设计人员合理进行建筑结构抗震设计提供参考，以促使我国建筑结构抗震设计的进一步发展。
【关键字】建筑设计，抗震，建筑结构，抗震设计
前言
我国是一个处于环太平洋地震带和地中海至喜马拉雅山地震带的地震多发的国家，是世界上地震灾害最严重的国家之一。2008 年5 月12 日，中国四川省汶川县发生了8.5级特大地震，都给人民的生命财产安全造成重大损失。2012年7月20日20时11分，江苏扬州高邮市、宝应县交界发生4.9级地震，震源深度5公里，这也给人们的生活造成巨大的恐慌。近几年来，我国历次地震对人们造成了严重灾害和巨大的损失。因此，就目前而言，中国的抗震事业依然问题重重，任重而道远。
20 世纪80 年代以来，人们提出了“建筑抗震概念设计”。所谓“建筑抗震概念设计”是指根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想，进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。我们掌握抗震设计概念，将有助于明确抗震设计思想，灵活、恰当地运用抗震设计原则，使我们不致陷于盲目的计算工作，从而做到比较合理地进行抗震设计。建筑抗震的实践表明，一个地震区建筑物，如果没有良好的建筑总体布置方案，单靠结构抗震计算和抗震的构造措施，在较强烈的地震作用下，仍是难以取得建筑抗震的较好效果。因此，这就要求结构工程师不仅要运用好抗震计算分析，而且要重视结构设计，使建筑设计与建筑抗震设计有机地结合起来，建筑抗震设计水平才能达到一个比较完善的高度。

二、建筑结构抗震设计中的四大关键问题

地震具有复杂性和不确定性，要准确预测建筑物所遭遇的特性和参数，目前尚难做到。在结构分析方面，由于未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等诸多因素，也存在着不确定性。因此抗震问题不能完全依赖计算结果。而是应该立足于工程抗震基本理论及长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念，往往是构造良好结构性能的决定性因素。抗震概念设计主要有如下几点：
1、建筑选址。避免抗震危险地段，选择对抗震有利的场地、地基和基础在进行设计时，应根据工程需要，掌握地震活动情况和工程地质的有关资料，作出综合评价，宜选择坚硬土或开阔平坦密实均匀的中硬土等有利地段；避开软弱土、液化土、河岸和边坡边缘，平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的土层等不利地段；同一结构单元不宜设置在性质截然不同的地基土上，也不宜部分采用天然地基，部分用桩基，当地基有软弱黏性土、液化土、新近填土或严重不均匀土层时，宜加强基础的整体性和刚度。当无法避开时，应采取适当的抗震加强措施，应根据抗震设防类别、地基液化等级，分别采取加强地基和上部结构整体性和刚度、部分消除或全部消除地基液化沉陷的措施；当地基主要受力层范围内存在软弱粘性土层、新近填土和严重不均匀土层时，估计地震时地基不均匀沉降或其他不利影响，采用桩基、地基加固和加强基础和上部结构的处理措施；对于地震时可能导致滑移或地裂的场地，应采取相应的地基稳定措施。
2、合理的平立面布置。建筑物的动力性能基本上取决于它的建筑布局和结构布置。建筑布局简单合理，结构布置符合抗震原则，从而确保房屋具有良好的抗震性能。建筑物的平、立面布置宜规则、对称，质量和刚度变化均匀，避免楼层错层。但事实上，由于城市规划、建筑艺术和使用功能等多方面的要求，建筑不可能都设计成方形或圆形。我国《高层建筑混凝土结构技术规程》，对地震区高层建筑平面形状作了明确规定；并提出对平面的凹角处应采取加强措施。对体形复杂的建筑物合理设置变形缝，在结构设计时要进行水平地震作用计算和内力调整，并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施，严格控制建筑物的高度和高宽比。
3、结构选型和结构布置。结构设计应根据建筑功能、材料性能、建筑高度、抗震设防类别、抗震设防烈度；场地条件、地基及施工等因素，经技术经济和适用条件综合比较，选择安全可靠、经济合理的结构体系，并满足规范规定常用结构体系的适用范围。合理的结构体系应满足下列各项要求：①应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径；②应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力；③应具备必要的抗震承载力，良好的变形能力和消耗地震能量的能力；④对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。
4、多道抗震防线的设置。多道设防就是人为加强某些竖向抗侧力结构，提高部分的可靠度；并且有意识地设置一些薄弱环节，使其在强震作用下退出工作。多道防线的设置，原则上应优先选择不负担或少负担重力荷载的竖向支撑或填充墙，或者选用轴压比较小的抗震墙、实墙筒体等构件作为第一道抗震防线，一般情况下，不宜采用轴压比很大的框架柱兼作第一道防线的抗侧力构件。例如，在框架-抗震墙体系中，延性的抗震墙是第一道防线，令其承担全部地震力，延性框架是第二道防线，要承担墙体开裂后转移到框架的部分地震剪力。对于单层工业厂房，柱间支撑是第一道抗震防线，承担了厂房纵向的大部分地震力，未设支撑的开间柱则承担因支撑损坏而转移的地震力。

三、对提高建筑结构抗震能力的建议

建筑结构抗震设计是通过对大量建筑地震震害实例进行分析，归纳总结出来的实践经验。抗震设计在建筑结构设计中是意义非凡、不可或缺，因而，我们应当把它放在一个很重要的位置考虑。为了有效提高建筑结构抗震能力，需要做到以下四点：
第一，要

摘自：论文范文www.udooo.com

合理的布局地震外力能量的传递吸收途径，保证支柱、墙和梁的轴线处于同一平面，从而形成构件双向抗侧力体系。使其在地震作用下呈弯剪破坏，并且塑性屈服尽量产生在墙的底部。而连梁宜在梁端塑性屈服，还有足够的变形能力。在墙段充分发挥抗震作用前，按照“强墙弱梁”的原则加强墙肢的承载力，避免墙肢的剪切破坏，提高建筑结构的抗震能力。
第二，要设置多道抗震防线，即在一个抗震结构体系中，一部分延性好的构件在地震作用下，首先达到屈服，担负起第一道抗震防线的作用，其他构件则在第一道抗震防线屈服后才依次屈服，从而形成第

二、第三或更多道抗震防线，这样的结构体系对保证结构的抗震安全性是非常有效的。

第

三、采用减震消能结构抗震设计方式

减震消能结构抗震设计方式主要指位于某些建筑结构部位，例如剪力墙、支撑、连接缝、节点或连接件等位置合理设置消能元件或阻尼装置，利用该消能装置内含的非线性摩擦滞回变形进行能量耗散，或对地震能量进行吸收，进而降低主体建筑结构竖向与水平向的地震反应，避免建筑结构在地震作用下发生倒塌或破坏现象，以实现抗震、减震科学目标。该类设计方式主体适用于超高层或高层建筑，并在日本、美国等地实现了一定水平的应用，具有良好的抗震害效果。
第四，要按照抗震等级对梁、柱以及墙的节点采取相应的抗震构造措施确保建筑结构在地震作用下达到三个水准的设防标准。为了保证钢筋砼结构在地震作用下具有足够的延性和承载力，应按照“强剪弱弯”、“强柱弱梁”、“强节点弱构件”的原则进行设计，合理地选择柱截面尺寸，控制柱的轴压比，注意构造配筋要求，尤其是要加强节点的构造措施。
四、结语
众所周知，建筑结构的抗震设计是—个完整、系统的过程，从场址的选择到建筑物的结构设计，抗震设计贯穿，整个过程。而且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。通过多年对于建筑抗震设计的研究，我国逐渐形成了自己的一套较为先进的抗震设计方法而且日益成熟，但是也有许多考虑欠妥的地方，需要我们今后加以完善。总之，要保证建筑结构抗震设计的高效完成，应当在遵循相关规范要求的原则上，对其进行科学合理地设计，使建筑物具有可靠的抗震性能，达到建筑物小震不坏，中震可修，大震不倒的要求。相信，随着设计师抗震设计水平的提高，做出经济、合理地且能实现功能目标的建筑结构抗震设计指日可待。
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