關于建筑結構抗震設計若干問題的討論

摘 要：自建國以來，我國的結構抗震設計方法隨其他學科的進步而逐步得到鞏固和完善。為了使我國的建筑結構更加趨向于穩定和安全，我們不僅應該從地震環境和社會發展的實際情況出發，而且應該提高建筑結構抗震的設計。因此，文章章著重研究了建筑結構抗震設計中可能會有對建筑結構產生影響的幾個大問題，并對如何提高建筑結構抗震能力提出了自己的一些想法，以便對后來的結構設計人員提出自己的看法并作為參考。

關鍵詞：建筑結構；抗震設計；問題

目前來看，強烈地震是具有很強的破壞性，高烈度的地震發生則是小之又小的突發情況。中國是地震多發的國家，大多數的地區都曾經受到過或多或少的地震損失或危害。建國以來，我國分別在1976年和2008年發生過兩次大型的、高烈度的地震。雖然我們遭受重大經濟財產的損失以及人員傷亡，但是在地震期間大多數抗震設防區的建筑物并沒有遭受較大的損害。因此，建筑結構的抗震設計的重要性以及必要性是顯而易見的。關于結構抗震設計的相關問題已經逐漸得到了各個國家建筑行業的關注。但由于國內外的一線建筑行家對建筑物的地震破壞原因和過程的認識還不夠深入，對于即將開展的以設計精確的抗震結構為目的的設計仍舊是十分困難。

1 結構抗震設計中可靠度設計方法的適用性

1.1 地質特點不同所引發的地震類型不同

隨著科學技術的進步和發展，有關地震方面的相關研究也在不斷完善。然而，地震發生的動機和原理受著多種因素的影響，人們對這方面的認知還不夠成熟。例如唐山大地震，其屬于是直下型地震，發生的原因和機理則更為繁瑣。通過實例我們可以獲得大量的統計規律和特征。但是地震則屬于完全不一樣的情況。地震在同一地區發生的概率極小，我們并不可能完全通過大量的數理統計得出我們想要的有價值的，所謂工程含義的結論，失去了大量試驗作為依靠的憑據，工程師對其發生的把握則變得獨木難支。

1.2 地震過程中結構響應的不確定性

排除地震輸入的影響，結構響應還有著很多不確定的因素。地基與基礎間的相互作用，是其最顯著的特征。除此之外，結構自身的動力特性，在地震過程中的變化也有著不確定性。就目前的發展趨勢來看，地震已經被廣大的工程師認定為一種隨機發生的過程。我們并沒有足夠的數據支撐或者說較可靠的方法來預估未來一段時間可能發生地震的強度。在某種意義上來看，地震起到的作用實際是一種固定性質的。它與當前科學家對其認知水平相結合，當然也與社會整體的發展水平互成犄角。而這一切的原因歸根結底是我們對地震的作用和相對應的效應難以預計，無法預測。

2 利用常用的地震研究參數對結構的構件承載力進行設計

根據我國GBJ 11-1989《建筑抗震設計規范》中所倡導的抗震設計原理，使我國的抗震設計得到了不斷的發展，其中“小震不壞，中震可修，大震不倒”的設計原則沿用至今，取得了顯著的效果。并且與世界上抗震設計的先進理念趨于一致，美國、日本等發達國家在抗震設計方面的相關研究較為完善，我們應將這些先進理念與我國傳統結構設計相融合?；谖覈牡刭|特點，抗震設計理念以常見的低烈度或者說是小震作為依據和原則。我們應該以小震作用組合以及地震作用調整系數對結構構件的承載力進行設計，與此同時我們也應該最大限度的將安全系數的小震組合的承載力進行規范化，這在一定程度上就滿足了“中震可修”的設計要求。雖然在安全度的差別上影響到了最后結果，但是在設計原則上并沒有差別。

3 地震作用組合可不考慮風荷載

3.1 地震設防區需要考慮的問題

根據抗震設計的有關規定，風荷載應在其中起著控制作用，并且在結構構件的地震作用效應組合中，發揮其主觀能動性，主動參與到行列之中。然而，兩種效應一起發生的可能性只能依靠所謂的概率決定。原則上建筑物遭遇百年難得一見的大地震概率極小。況且，抗震設計和建筑抗風設計之間存在很大的差別。這種狀況在現實中時常發生，在建筑物中，迎風面積較大的方向往往受到風荷載的影響，迎風面面積較小方向為地震作用控制。我們認為建筑抵抗風荷載與抗震設計有著雖然存在顯著差距，但是強大的風力襲擊建筑物時，遭遇強烈地震襲擊的可能性仍然存在。綜上所述，在地震設防區的建筑物應該滿足抵抗風荷載和抗震設防的要求。

3.2 抗震承載力設計的方法

當我們考慮到建筑物需要完整的承載力設計時，如何利用系統的、全面的構件承載力設計方法就成為了亟待解決的問題。沿著豎向作用的荷載與地震作用的共同作用出來的效果更讓我們擔憂。當建筑物的截面設計是來自于相應的抗震設計理念和設計原則時，我們可以與構筑物的抗風能力的設計進行參照比對，結果考慮它們重合的地方。如果讓風荷載來實際操控構筑物的真實荷載力度需求，那么我們就應該注重建筑所需的材料抗震設計驗算與其一一對應。最后建筑可同時滿足抵抗風荷載與抗震承載力所需要的設計要求。結構工程師總盼望著其設計的結構通俗易懂。由于一棟建筑會有來自業主、設計師或者施工人員等各個方面的有關建筑物的如何使用和建筑物結構設計方向的不同要求，那么就會讓建筑的設計產生結構因為太過于復雜或者是建筑結構的體型與一般的、尋常的建筑物的情況。那么我們最大的難題就是在我們保證結構的抗震設計是屬于安全標準的前提之下，還要盡自己最大的能力做到既讓廣大的業主滿意又要符合設計建筑的設計師的要求。

4 結束語

文章只是簡單的對地震設計可能出現的一些常見性的問題做出客觀性的討論。到目前為止，我國始終在加大對建筑結構抗震工作的支持和投入。可以確定的是，在廣大的建筑結構工作者和科研學者的不斷努力下，我國已經在建筑結構抗震方面取得長遠的進步乃至突破性的發展。但是要在現有認知或者已經認同的基礎上取得更進一步的發展不僅僅是一兩個的研究部門或幾十名工程設計師就能完成的這并，更多的則是整個社會的發展，整個經濟的進步，整個國力的增強。我們需要更多的支持，盡可能的提高建筑物的安全度和耐久性，從而可以使結構更結實的承受外來荷載。

參考文獻

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作者簡介：李琛琛，本科學歷，研究方向：副教授，建筑結構。