淺談建筑結構中的基本抗震設計

閆秀麗

摘 要：地震的發生是一種自然現象，對此我們是無法預知的，根據調查，近幾年，我國地震發生頻繁，而地震帶來的嚴重損失也是駭人聽聞。于是，在工程實踐中，加強抗震措施，以減少建筑結構震害就顯得尤為重要。

關鍵詞：抗震；結構設計；基本原則；構造

建筑結構的抗震設計是一個完整、系統的概念，從場址的選擇到建筑物的結構設計，抗震設計貫穿了整個過程。建筑物的抗震設計是衡量建筑結構設計是否符合要求的重要指標。

一、抗震設防的目標

目前， 我國抗震設防為“三水準”目標， 即“小震不壞、中震可修、大震不倒”， 具體含義為： 當遭受低于本地區抗震設防烈度的多遇地震時， 建筑物不受損壞或不需修理仍可使用， 建筑處于正常使用狀態， 從結構抗震分析角度， 可以視為彈性體系， 采用彈性反應譜進行分析； 當遭受相當于本地區抗震設防烈度的地震影響時， 建筑物可能損壞， 經一般修理或不需修理仍可繼續使用， 結構在地震影響時進入非彈性工作階段， 但非彈性變形或結構體系損壞控制在可修復的范圍； 當遭受高于本地區抗震設防烈度的罕遇地震時， 建筑物不致倒塌或發生危及生命安全的嚴重破壞， 此階段結構有較大的非彈性變形， 但人員可以逃離。

二、建筑結構設計中的抗震設計策略

（一）建筑場地

1、應選擇對建筑抗震有利的地段，如開闊平坦的堅硬場地土或密實均勻的中硬場地土等地段。

2、應避開對建筑抗震不利的地段，如軟弱場地土，易液化土，條件突出的山嘴，高聳孤立的山丘，非巖質陡坡、采空區、河岸和邊坡邊緣，場地土在平面分布上的成因、巖性、狀態明顯不均勻（如故河道、斷層破碎帶、暗埋的塘濱溝谷及半填半挖地基等）等地段。當無法避開時，應采取有效的抗震措施。

3、不應在危險地段造建甲、乙、丙類建筑，對建筑抗震危險地段，一般是指地震的可能發生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等地段，發震斷裂帶上地震等可能發生地表錯位地段。建筑場地為Ⅰ類時，甲、乙類建筑可按本地區抗震設防烈度的要求采取抗震構造措施； 丙類建筑允許按本地區抗震設防烈度降低一度的要求采取抗震構造措施，但抗震設防烈度為6度時，可按本地區抗震設防烈度的要求采取抗震構造措施。另外，場地土的剛度大小和場地土覆蓋層厚度是影響建筑物震害得主要因素。震害調查表明，土質越軟，覆蓋層越厚，建筑物震害越嚴重，反之越輕。

（二）選擇有利于抗震的建筑平面和立面布置

1、建筑的體型要簡單， 平立面布置宜規則。體型簡單和規則的建筑， 受力性能明確，設計時容易分析結構在地震作用下的實際反應及其內力分析，且結構細部的構造也易于處理。所以這類結構遭遇地震后其震害相對都較輕。反之， 建筑體型不規則，平面上曲出凹進，立面上高低錯落。易于形成剛度和強度上的突變，引起應力集中或變形集中，也容易形成薄弱環節，往往造成比較嚴重的危害。

2、建筑的平、立面剛度和質量分布力求對稱。建筑的剛度和質量分布不對稱、即使在地面平動分量作用下也會發生扭轉振動，從而造成比較嚴重的危害。所以，建筑或其獨立單元應力應求剛度、質量的對稱，使其質心與剛心重合或偏心很小。

3、建筑的質量和剛度變化要均勻。建筑的質量和剛度沿豎向分布往往是不均勻的、例如， 由于建筑的豎向收進， 地震時收進處上、下部分振動特性不同， 易于在收進處的橫隔層（樓板） 產生應力突變，使豎向收進的凹角處產生應力集中；又如，在建筑物底層設置上下不連續的抗震墻（ 如底層框支抗震墻）、使建筑物沿豎向的不均勻性；框架的填充墻在層高范圍內未連續設置或存在樓層的錯層，使框架形成短柱。也易于造成危害。設計時對上述質量和剛度沿豎向分布不連續的情況應加以限制、采取必要的構造措施。

4、必要時設置防震縫。防震縫的設置， 應根據建筑類型、結構體系和建筑體型等具體情況區別對待，不提倡一切都設，也不主張都不設。抗震規范的原則是，建筑防震縫的設置，可按結構的實際需要考慮。體型復雜的建筑不設防震縫時，應選擇符合實際的結構計算模型，進行精細的抗震分析，估計其局部應力和變形集中及扭轉影響、判別其易損部位、采取措施提高抗震能力。當設置防震縫時，應將建筑分成規則的結構單元，防震縫應根據烈度、場地類別、房屋類型等留有足夠的寬度，其兩側的上部結構應完全分開。

（三）建筑結構體系的合理選擇

1、建筑結構體系應當避免因部分結構或構件的破壞而導致整個建筑結構喪失抗震能力或對重力荷載的承載能力。建筑結構抗震設計的一個重要原則就是結構應當具有必要的贅余度、良好的變形能力和內力重分配的功能，地震中，即使一部分構件退出工作，其余部分構件仍能承擔起豎向荷載，避免整體建筑結構失穩。

2、建筑結構體系應當具有清晰明確的計算簡圖和恰當合理的地震作用傳遞路徑。在這過程中，豎向建筑構件的布置，應盡量使豎向建筑構件在垂直重力荷載作用下的壓應力水平接近均勻；樓屋蓋梁體系的布置，應盡量使垂直重力荷載以最短的路徑傳遞到豎向構件墻、柱上去；轉換結構體系的布置，應盡量做到使上部結構豎向構件傳遞來的垂直重力荷載通過轉換層一次至多二次轉換。另外，建筑的整體抗側力結構體系也必須明確，抗側力結構一般由框架、簡體、剪力墻、支撐等組成，它們宜盡量連續貫通。

3、建筑結構體系應當具有合理適度的強度和剛度。宜具有合理恰當的強度和剛度分布，防止和避免因局部削弱或突變形成薄弱部位，產生過大的塑性變形集中或應力集中；建筑的框架結構設計應使節點基本不被破壞，底層柱底的塑性鉸宜形成晚，應當使柱、梁端的塑性鉸出現得盡可能地分散；對于可能出現的薄弱部位，應采取適當措施提高抗震能力。

綜上所述，建筑結構的抗震設計是一個完整、系統的過程，從場址的選擇到建筑物的結構設計，抗震設計貫穿了整個過程。而且建筑物的抗震設計是衡量建筑結構設計是否符合要求的重要指標。因此如何準確、合理的運用不同的抗震設計方法，是非常重要的，對于不同的建筑、不同的情況應區別對待，從而尋求最合理的結構布置。

參考文獻：

[1]張映超.淺談房屋建筑結構的抗震設計[J].科技風，2011.

[2]安海玉，何彩云，丁永君.復雜高層建筑結構抗震設計分析[J].天津建筑設計，2011.

[3]孫國偉.淺析高層建筑結構抗震設計[J].科技風，2011.