淺析建筑結構工程抗震設計的要點及其作用

葛良俊

【摘要】建筑結構工程抗震設計對建筑工程建設起著至關重要的作用。在面對地震這樣的自然災害時，人類無法控制只能夠進行力所能及的防護。提高建筑建筑的抗震能力是防護和減少人民生命財產損失的一種途徑.本文簡述了建筑結構工程的抗震設計理念，對建筑結構工程抗震設計的要點及其作用進行了探討分析。

【關鍵詞】建筑結構工程；抗震設計；理念；要點；作用

一、建筑結構工程的抗震設計理念

我國《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2010）對建筑的抗震設防提出"三水準、兩階段"的要求，"三水準"即"小震不壞，中震可修，大震不倒"。當遭遇第一設防烈度地震即低于本地區(qū)抗震設防烈度的多遇地震時，結構處于彈性變形階段，建筑物處于正常使用狀態(tài)。建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用。因此，要求建筑結構滿足多遇地震作用下的承載力極限狀態(tài)驗算，要求建筑的彈性變形不超過規(guī)定的彈性變形限值。當遭遇第二設防烈度地震即相當于本地區(qū)抗震設防烈度的基本烈度地震時，結構屈服進入非彈性變形階段，建筑物可能出現(xiàn)一定程度的破壞。但經一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用。因此，要求結構具有相當?shù)难有阅芰Γㄗ冃文芰Γ┎话l(fā)生不可修復的脆性破壞。

二.建筑結構工程抗震設計的要點

1、建筑形體及構件布置的規(guī)則性。平而不規(guī)則的主要類型有：扭轉不規(guī)則、凹凸不規(guī)則、樓板局部不連續(xù)，具體可以體現(xiàn)到對結構分析軟件的計算結果的分析判斷，如扭轉不規(guī)則，體現(xiàn)在：位移比不宜大于1.2且不應大于1.5，周期比對于A級高度建筑不應大于0.90豎向剛度不規(guī)則的主要類型有：側向剛度不規(guī)則、抗側力構件不連續(xù)、樓層承載力突變等，如側向剛度不規(guī)則就要求本層的側向剛度不小于相鄰上一層的70。及其上相鄰三個樓層側向剛度平均值的80。等。如設計結果不滿足，設計人員應對模型重新進行分析，調整梁柱布置及截而，盡量做到使結構規(guī)則。如確實滿足不了，則應對薄弱部位進行重點加強。如平而規(guī)則而豎向不規(guī)則的建筑，剛度小的樓層的地震剪力，規(guī)范要求乘以不小于1.15的增大系數(shù)。

2、提高抗震設計等級。研究表明，以地震災害分析50年為一個分析周期，而小震的重現(xiàn)世間為50年，小震災害已經超過抗震設計安全烈度的概率為62%；中型地震的重現(xiàn)世間為475年，中震災害已經超過抗震設計安全烈度的概率為10%；大型地震的重現(xiàn)世間為2000年，大震災害已經超過抗震設計安全烈度的概率為2%。因此，一些建筑工程設計專家指出，我國地震多發(fā)地帶應該及時提高建筑工程的抗震等級，嚴格控制建筑工程的抗震設計，確保建筑工程的抗震穩(wěn)定性。

3、控制建筑工程材料的質量。建筑工程抗震性能除了會受到建筑工程體系、抗震防線及建筑施工方案等因素的影響之外在多數(shù)情況下還對建筑的施工材料產生極大地影響。通常，建筑材料強度、建筑材料剛度對建筑工程的抗震性能會產生很大的影響，而且還會受到來自建筑材料連續(xù)性及建筑材料均衡性的影響。所以在選取建筑工程材料過程中，一定要對建筑施工材料的延伸性和剛度進行仔細、認真考查，并且同時最大限度與建筑工程體系相符合建筑施工材料能得到確保。

4、重點部位重點設防。對于建筑中容易出問題的環(huán)節(jié)，重要的環(huán)節(jié)可以人為的對其加強，如煤礦建筑井口房設計中，驅動設置在井口房樓板上的情況，該區(qū)域振動大、拉力大，并且與煤礦生產息息相關，設計中應重點加強。另外，破壞后容易引起大面積倒塌的構件，也應作加強處理。

5、軸壓比和短柱設計。在建筑工程抗震設計中，為了提高結構的抗震性，需要減小柱的軸壓比，增大柱的截面尺寸。減小柱軸壓比的主要目的是為了使柱子處于大偏心受壓狀態(tài)，避免縱向受力鋼筋未達到受拉屈服而混凝土卻被壓碎的情況發(fā)生。由于柱的剛性強度比較高，使得整體結構的延性就差，當發(fā)生地震災害時，結構吸收地震能量和耗散能量就少，使得結構很容易發(fā)生破壞。所以在高層結構設計時，通常采用強柱弱梁設計方法，且梁具有很好的延性，可以發(fā)生適量的變形，就會減少柱子進入屈服強度的可能性，且在設計時可以適當增大軸壓比。此外，許多高層建筑底層的柱子長細比小于4，但不能依據長細比小于4則判斷是短柱。因為短柱的確定因素是柱的剪跨比，只有柱的剪跨比小于等于2才是短柱。

三.建筑結構工程中抗震設計的作用

1、降低地震對建筑的影響。現(xiàn)最被工程界認可的一個辦法是在建筑基礎與建筑的主體部分之間加設一個隔震層，有的設計師在建筑物的頂端部分加設一個"反擺"。此反擺的作用是能夠在地震時使建筑物的位移方向相反，降低了加速度，降低地震的作用。根據相關研究分析，如果對"反擺"設置合理，那么對降低地震作用的概率可達65%，也能最大限度地減少建筑物內的物品受損程度。這一方式在國內外正被廣泛地研究，并應用到了實際的工程建筑中，取得了較好的成效。

2、保證建筑的剛度。在建筑結構的設計過程中，合理地設計和確定建筑物的剛度非常重要。因此首先要考慮到的是采用大量的鋼筋混凝土。主要是在已有的鋼筋混凝土之上使用"鋼結構"對其進行進一步加層加固。加固分為兩種情況：a.如果所需要進行加層的建筑結構的體系是鋼結構，而國家規(guī)定：上部是鋼結構、下部是鋼筋混凝土兩種不同的體系結構是不符合抗震規(guī)范的。b.假設屋蓋的部分是采用鋼結構，而鋼筋混凝土仍然是作為整個建筑結構的抗側力的主要體系，則必須根據相關的規(guī)定進行抗震設計。

3、提高建筑結構的抗震力。出于對建筑結構抗震功能的保證，在建筑結構工程中要特別注意做到以下幾點：a.在建筑結構工程中要考慮地基的穩(wěn)定性因素，挑選對抗震有益的地基，防止地基變形影響抗震功能；b.同一建筑結構單元要設計在性質一樣的地基上，要把地基最大潛力融入建筑的結構設計，有利于發(fā)揮地基的抗震功能；c.建筑結構工程盡量做到規(guī)則、對稱，以降低地震作用導致的建筑變形度以及避免地震作用力集中導致建筑扭曲的狀況發(fā)生；d.建筑的整體結構設計中要多加幾道抵抗防線，以提高建筑結構的抗震力，同時建筑結構受力設計要明確，防止存在建筑結構局部薄弱；e.最大程度的減少建筑結構自身重量，從而減小建筑對地基的壓力，達到緩解地震沖擊作用對建筑體的影響力。

4、設防標準。我國明確規(guī)定，建筑的使用價值被區(qū)分成4個類別：甲乙丙丁。甲類和乙類建筑：當抗震設防的烈度是6度～8度時，應該符合本地的抗震設防再高1度；丙類建筑：丙類建筑的抗震措施以及抗震作用都應該要符合本地的抗震設防要求；丁類建筑：在通常情況之下，地震措施可以相對于本地抗震設防的要求適度降低，但地震作用必須符合本地的抗震設防要求。

結束語

由于地震的不確定性和破壞性特點，因此在建筑結構工程中應用抗震設計體現(xiàn)了設計的安全概念以及對自然災害的預防措施。隨著全球地震不斷頻發(fā)，為了更好的保護群眾的財產生命安全，建筑結構工程的設計尤為重要，建筑物的抗震設計必不可少，因此有必要對抗震設計的作用進行分析，旨在提高建筑工程的質量。

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