建筑結構抗震設計若干問題研究

文/閆永皓 濮陽市規劃建筑設計研究院 河南濮陽 457000

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建筑結構抗震設計若干問題研究

文/閆永皓 濮陽市規劃建筑設計研究院 河南濮陽 457000

建筑的抗震性能決定了建筑抵抗地震的能力，如果建筑結構的抗震設計不能達到要求，會造成巨大的人員傷亡。本文研究了建筑結構抗震設計中存在的主要問題，如建筑材料的選用問題、建筑結構形式的合理性、建筑場地的選擇與加強問題、以中震的地震動參數進行結構設計等，并探討了相應的優化方案，提高建筑的安全性，提升建筑的抗震性能。

建筑結構；抗震性能；問題

優化結構的抗震設計，解決抗震設計中存在的問題，需要結構學、地震學等多方面知識技術的支持，還需要經驗積累和先進技術的借鑒。我國的結構抗震設計，要結合我國現狀和實際需要，針對相關問題探索有效的解決方案，不斷優化結構抗震設計水平，提升建筑結構的耐久性和安全性能，在建筑結構抗震設計中，場地選擇、材料選擇、結構體系選擇都需要結合多方面情況整體考慮，還要對節點構件采取嚴格的構造做法，提升建筑整體結構的穩定性，使建筑能夠更好地抵御地震破壞。

1、我國建筑結構抗震設計中存在的問題

1.1建筑場地的選用與抗震加強問題

建筑在地震時抵御破壞的能力，與建筑物的地基地質條件有很大關系，如果選用不良地質的抗震場地，如土質松散的河岸、陡峭山丘、非巖質陡坡等，會降低地基的剛度，進而影響建筑物的穩定，降低建筑物的抗震性能，使得建筑物在地震中容易破壞。因此在建筑設計中，設計者要充分考察場地物地質條件，考慮該地質條件對建筑物的影響，尤其是對抗震能力的影響，盡量選用有利的場地，如密實堅固的巖石土、砂土等土層。當建筑只能選擇不利場地時，要保證地基的剛度，可以采用夯實、樁基等手段加固地基，減少因地質問題對建筑物造成的破壞，同時在設計建筑結構體系時也要將地基情況綜合考慮，地基較弱、地質較差的抗震場地要著重上部整體建筑物結構的強度和穩定性，加固基礎，減少建筑物的不均勻沉降所造成的建筑物損壞。

1.2建筑結構形式的合理性問題

建筑設計中所采用的結構體系對建筑抗震性能起決定性作用。當建筑遭遇地震等外部破壞時，建筑結構會發生突變，結構薄弱位置會遭到嚴重損傷，進而造成建筑整體結構的不穩定。在建筑設計，尤其是高層建筑設計時，要采用合理的建筑結構體系，提升房屋結構機制的強度和剛度。我國建筑常采用的結構形式有磚混、框架、剪力墻、框剪及筒體等，在結構體系的選用中，要注意建筑受力特點，根據實際情況進行調整。例如當一些建筑出于對功能、形式等的要求，追求空間的變化豐富和體型的造型獨特，就可能造成建筑的結構不規則。為了滿足建筑功能形式的需要，同時確保結構的抗震性能，確保建筑的安全性，要求工程師在建筑結構設計中采取有效的應對措施，如充分利用計算機模型進行模擬，對建筑結構進行更精準的分析，確定合適的地震做用傳力途徑，在設計中對建筑的抗震性著重考慮，綜合多方面因素，使結構體系具有合理的剛度。還要采用多重抗震措施，如框架-剪力墻結構中，要保證剪力墻的數量，合理的設置位置。設置抗震的多道防線，提高建筑物的安全性能。

1.3建筑材料的優選問題

在建筑設計中，要注意建筑材料的優選。隨著建筑材料加工能力的提高，我國的建筑材料，如建筑鋼材，品種類型增多，性能也有了很大增強。采用鋼結構、鋼筋混凝土結構等抗震性能較強的結構材料，能夠有效減少建筑物在地震中的破壞，使建筑結構保持穩定。在超高建筑中，出于各方面的綜合考慮，在條件允許的情況下，建筑結構設計盡量采用鋼骨混凝土結構，既能增加結構的安全穩定，還能避免因鋼結構自重輕造成的承受風荷載能力弱的問題，同時滿足抗風和抗震的要求。還可以結合建筑物本身特點和該地區地震情況，選用抗震新材料，引進新技術。

1.4地震設防烈度較低問題

我國的抗震設計原則中采用多遇烈度地震作為設計依據，相比較其他國家以設防烈度地震作為建筑結構承載力設計依據，安全度不高，標準也較低。以此標準進行結構設計，雖然能保證建筑抵御小地震的能力，能保證建筑物在遭遇中震時不會受到完全的、不可修復的破壞，但存在的安全問題較多，以此為標準，也不利于對其他國家經驗技術的借鑒，不利于與其他國家進行比較交流，彌補不足。標準較低會造成建筑設計時結構總體安全度較低，建筑薄弱連接處的關鍵構建安全性較低，造成結構失效。進行結構設計時，如果設計人員采用較低的標準參考，對建筑整體結構穩定性、建筑重點構件、關鍵節點的把握不強，標準過低，不利于建筑的安全穩固，而如果采用中震的地震動參數作為設計參考依據，提升結構整體安全度，采用嚴格的抗震計算方法，能提升建筑結構的承載力，能確保建筑的安全穩固。

1.5對節點構件采取嚴格抗震構造措施

地震時薄弱位置的應力聚集，會造成該處重要建筑節點、建筑構件的破壞，影響建筑物的抗震性能。尤其對于重要的建筑節點，如梁、柱等，應按照抗震等級，采用嚴格的抗震構造措施，梁柱截面尺寸等相關計算做法、柱的軸壓比等都要滿足結構整體的抗震需要。一些重要構件的損壞甚至會讓整體建筑物失去承載能力和變形能力。在建筑結構抗震設計中，應注意構件之間荷載傳遞，確保在單個或多個構件在地震作用下出現問題時，一部分性能較好的構件能夠繼續滿足抗震需要，使得建筑物的整體結構能夠保持穩定，提升建筑的總體抗震性能。還要提高構件的延性，強化柱的性能，限制鋼筋混凝土構件的剪壓比，能夠起到限制構件最小截面的作用，滿足對構件的強度要求，避免出現脆性破壞。對于鋼筋混凝土結構的梁、柱等構件，要注意它們的抗剪切能力。

總結：

雖然我國在建筑結構抗震研究中已經取得了很大進步，但是仍存在許多需要解決的問題，要想優化建筑結構抗震設計，取得進一步發展，不僅需要建筑結構工程技術的不斷發展，嚴格按照建筑規范設計，滿足抗震要求，保證設計的科學性、合理性，提升建筑的抗震性能，設計安全性高、穩定性強，能夠滿足抗震要求的建筑物，還需要相關準則的不斷優化，適應新形勢新標準的要求，提升我國建筑結構抗震設計的高水平。

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