淺析建筑結構工程中抗震設計的作用

馬愛京

摘 要：地震具有不確定的破壞性，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。本文闡述了建筑結構抗震設計的重要性，對建筑結構工程中的結構抗震設計以及抗震設計在建筑結構工程中的作用進行了探討分析。

關鍵詞：建筑結構工程；抗震設計；重要性；作用

地震的發(fā)生常常會造成建筑物倒塌，威脅到人們生命安全和財產安全。因此在建筑結構工程中加入抗震設計尤為重要，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，保障人們的安全。

一、建筑結構工程中抗震設計的重要性

（一）可以保護人民群眾的生命財產安全

人類社會在發(fā)展過程中，首先要解決的就是溫飽與安全的需求，如據(jù)有關報道，在2008年的汶川地震的主震區(qū)內，完好的建筑幾乎沒有。除卻地震本身的烈度較高，破壞性較強的原因之外，一個更重要的問題值得我們的深思，就是建筑結構的抗震能力非常差，一方面在技術水平上缺乏突破，另一方面一部分人受利益驅動，往往在施工過程中，存在偷工減料等行為，導致了建筑物抗震能力薄弱，加強建筑結構抗震設計的重要性，對于保護人民群眾的生命財產安全不言而喻。

（二）具有正能量效應

整個社會發(fā)展是一個復雜的系統(tǒng)，建筑物抗震結構設計的加強對于構建和諧社會具有重要意義，良好的建筑物抗震能力，有利于維護社會穩(wěn)定，對于建設“美麗中國”，實現(xiàn)“中國夢”，具有良好的社會效應。因此，不能孤立的片面的靜止的對待建筑結構抗震設計。

（三）促進建筑結構工程理念的創(chuàng)新；

以地震多發(fā)地區(qū)的日本為例，鑒于地震給建筑物造成的重大損害，日本成立了“震災預防調查委員會”，開始著手進行抗震結構設計研究。經過近百年的發(fā)展，日本的建筑物結構抗震設計無論是在技術還是在理念上都處于領先的地位，雖然解決了大部分問題，地震持續(xù)時間對震害的影響始終在設計理論中沒有得到反映。

二、建筑結構工程中的結構抗震設計

（一）建筑結構工程中的抗震設計理念

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）抗震設計中的抗震規(guī)范

建筑結構抗震規(guī)范實際上是各國建筑抗震經驗帶有權威性的總結，是指導建筑抗震設計（包括結構動力計算，結構抗震措施以及地基抗震分析等主要內容）的法定性文件它既反映了各個國家經濟與建設的時代水平，又反映了各個國家的具體抗震實踐經驗。它雖然受抗震有關科學理論的引導，向技術經濟合理性的方向發(fā)展，但它更要有堅定的工程實踐基礎，把建筑工程的安全性放在首位，容不得半點冒險和不實。

（三）抗震設計中的抗震措施

在對結構的抗震設計中，除要考慮概念設計、結構抗震外，歷次地震后人們在限制建筑高度，提高結構延性等方面總結的抗震經驗一直是各國規(guī)范重視的問題。當前，在抗震設計中，從概念設計，抗震驗算及構造措施等三方面入手，在將抗震與消震結合的基礎上，建立設計地震力與結構延性要求相互影響的雙重設計指標和方法，直至進一步通過一些結構措施來減震，即減小結構上的地震作用使得建筑在地震中有良好而經濟的抗震性能是當代抗震設計規(guī)范發(fā)展的方向。

三、建筑結構工程中抗震設計的作用

為了使人民群眾的生命、財產在地震的自然災害中減少傷害損失，因此我們需要對在建的建筑進行抗震設計防護評估，需要對抗震設計在建筑結構工程中的作用進行探討分析，進而增加其應用范圍，最大限度的減少損失。下面筆者從提高建筑結構的抗震力和降低地震作用對建筑的影響幾個方面論述抗震設計在建筑結構工程中的作用。

（一）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：

（1）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。

（2）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(jù)相關的規(guī)定進行抗震設計。

（二）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(jù)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。

（三）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：

（1）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；

（2）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；

（3）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；

（4）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；

（5）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。

3.4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。

四、結束語

在建筑結構設計中，建筑結構工程的設計起著至關重要的作用，特別是在應對地震這樣的自然災害方面。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.

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