建筑結構抗震設計若干問題

孫寧虎，李芯月

(1.山東誠奧電力設計咨詢有限公司，山東 濟南 250000； 2.山東省建筑設計研究院，山東 濟南 250000)

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建筑結構抗震設計若干問題

孫寧虎1，李芯月2

(1.山東誠奧電力設計咨詢有限公司，山東 濟南 250000； 2.山東省建筑設計研究院，山東 濟南 250000)

開展建筑結構設計時，建筑結構設計人員應根據現場實際情況選擇建筑抗震結構的類型，提高建筑結構的剛度和強度，提升建筑結構的抗震性能。開展建筑結構抗震設計時，應從建筑結構選型、建筑造型及建筑平面布置等多個方面入手進行抗震設計思路的優化工作。

建筑結構；抗震設計；問題

1 建筑結構抗震設計中涉及的若干問題

1.1 建筑結構體系的選擇

建筑結構體系的選擇是否合理，直接關乎到整個建筑結構的安全與否。因此，必須合理選擇建筑物的結構體系，保證其科學性和合理性。需保證建筑結構體系具有較高的強度協調性，設計人員在設計過程中要保證強弱有度，最終達到強剪弱彎、強柱弱梁的設計概念，豎向上保證其薄弱部位具有合理的抗震設計強度，最大限度地提高建筑物的抗震能力。

1.2 建筑物所在地的選擇

在選擇建筑物地點的時候，盡量選擇抗震性較強，利于抗震設計的建筑地址，不宜選取土地液化、地質元素分布不均衡等場地。此外，對于某些特殊場地，例如可能會發生滑坡或地裂等問題的地點，建筑施工在對地表進行施工的過程中必須采取科學合理的措施來穩固建筑物。在地基建設過程中，要選擇黏土性質較多、土層分布不均勻的區域，并且要對地基進行加固，增強建筑物上部結構和其基礎的抗震性。

2 開展建筑結構抗震設計工作應該遵循的設計原則

我國某些地區地震發生的頻率較大，對當地人民的生命財產安全產生了較大影響，為了保證我國居民的生命財產安全，國家出臺了相關規范，規范中規定了建筑的抗震等級。在地震高發地區，建筑工程發生倒塌是造成當地發生危險的主要因素，建筑工程的抗震性能直接決定了地震發生時的危害程度，因此，建筑工程設計單位一定要重視建筑結構設計工作，做好建筑抗震設計。開展建筑結構抗震設計時應遵循以下原則：第一，在進行復雜建筑物的設計工作時，結構設計人員應該全面客觀地對建筑物薄弱層的塑弾性形變進行分析，并以動力分析法和靜力分析法為主要計算方法，保證計算方法的合理性。第二，在開展建筑結構設計工作時，可以把彈性時程分析法作為計算的補充方法，尤其要重視建筑的整體內力位移，并且將其作為計算的核心方面，采用不同類型的計算方法，有助于提高建筑內力位移計算的精度。第三，在進行連體建筑的結構抗震設計時，需要結構設計人員同時計算多個建筑物的振型數，通常情況下，連體建筑的振型數應該在單體建筑數量的九倍左右，有效質量系數應該在90%以上。

3 建筑結構抗震設計思維

地震發生具有不定時性、不確定性，就目前的技術而言，無法準確預測地震的發生時間和發生強度，地震高發地區人們的生命財產安全時刻受到威脅。因此，必須要做好抗震設計，由于建筑在使用過程中會受到各種因素的影響，其抗震能力也會不斷發生變化，在進行抗震設計時，要考慮場地選擇、設置多層抗震防線等因素，優化建筑內部結構設計，采取隔震加固法、外加構件設計法加固建筑物的薄弱環節。

3.1 根據建筑承載力和建筑延性合理選擇設計方法

進行建筑結構抗震設計，必須采取有效措施對建筑結構的剛度進行控制，保證建筑的柱子、墻體等結構在發生地震時能夠處在非彈性狀態，此狀態下能夠消耗大量地震能量，為建筑結構發揮正常的抗震功能提供保證，防止發生建筑坍塌事件。此外，在建筑結構設計時應將地震的重現期考慮在內，將承載力建筑構造延性作為媒介，將延性抗震規范設計作為主要形式，進而準確預測建筑結構在地震下的非彈性反應。

3.2 強化建筑結構的薄弱環節

進行建筑結構設計，必須對建筑的薄弱層采取措施進行控制，提高建筑結構的整體抗震能力。只有保證建筑結構構件的承載力、剛度驗算的準確性，才能防止建筑裂縫的發生，增強建筑結構構件的實際承受力，將結構性能作為工作基點、提高抗震設計的質量。在設計時，應該按照甲方的要求和業主的需求開展相關工作，設計工作應以工程建設相關要求作為工作媒介，完成設計工作后，建筑結構設計人員應及時對建筑結構的性能進行評價，并保證評價內容的客觀性，保證建筑結構設計內容能夠滿足實際工程的需求。

4 建筑結構抗震優化策略

4.1 造型抗震優化策略

建筑的外觀設計和建筑的平面布局、建筑體量有密切聯系，因此建筑造型設計也是建筑結構設計的重點部分，在開展設計時，不應該僅僅追求建筑外觀，忽略建筑性能，導致建筑出現不規則、不對稱的情況。當地震發生時，不規則的建筑布局會導致建筑結構出現受力不均的情況，因此，在進行建筑平面布置時應盡量選擇矩形、方形等較為規整的平面類型，防止外力拉伸擠壓對建筑結構造成影響，在保證建筑結構抗震設計質量的同時使建筑具有一定的藝術性和美觀性，實現建筑實用性、堅固性和美觀性的相互結合。

4.2 建筑平面抗震優化策略

進行建筑平面設計應保持均勻對稱的原則，體現建筑功能空間的使用需求，如果建筑中的墻體、鋼構件不對稱，當地震發生時建筑結構會發生受力不均勻的現象，使建筑局部墻體或建筑整體受到破壞。建筑平面設計的核心是建筑的平面組合及單個房間的設計，進行單個房間的平面設計時，必須確定每個房間的建筑面積和門窗的位置，根據建筑工程的實際情況選擇與之相適應的平面組合方式。例如，使用單元式平面組合方式，實現各使用空間的相互融合，通常單元式平面組合方式在商業樓、高層辦公樓當中的應用較多，有助于提高建筑結構的整體剛度和抗扭轉力。當豎向交通設計中心體現在平面之外，則應該采取措施減少在轉角位置開設門窗，防止“轉角效應”的出現。

4.3 建筑重要組成部分的抗震優化設計

建筑的樓梯間、樓層板部分是建筑抗震優化設計中的重要部分，會對建筑的抗震性能產生較大影響。樓梯間起到豎向交通的作用，能夠疏導人流，在進行平面布置時，不應將建筑物布置在建筑的盡頭和轉角位置。常規的建筑物地基抗震設計主要是在地基位置交替處鋪設黏土和沙子，或者直接將黏土或沙子墊層進行鋪設，而隔震設計使用特殊材料在地基位置安裝墊層，以此降低地震對建筑物的危害，目前最常應用的建筑物地基隔震層是瀝青。

4.4 加強建筑結構的抗震加固措施

建筑結構的抗震加固措施主要包括加大截面、粘貼鋼板、粘結外包型鋼、置換混凝土、繞絲法、粘貼纖維增強塑料加固、錨栓錨固等直接加固的方法。工作人員應在施工前根據抗震設計的要求做好準備工作，施工時須在建筑物的關鍵位置安裝抗震裝置，并在建筑物竣工后通過運用增加阻尼的方法安裝減震裝置。

5 結語

我國建筑行業取得了較大程度的發展，人民生活水平提高的同時對建筑的安全性能提出了更高要求，我國出臺的建筑抗震等級規定也在不斷更新，為促進我國建筑行業的發展提供了強大動力。建筑結構抗震優化設計能夠提高建筑結構的抗震性能，為建筑工程的質量提供保證，保障人民的生命財產安全。

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[4] 羅永忠.房屋建筑結構抗震設計要求解析[J].建筑工程技術與設計，2016，(18)：1008.

Some problems in seismic design of building structure

SUN Ning-hu1, LI Xin-yue2

(1.Shandong Chengao Electric Power Design Consulting Co., Ltd., Jinan 250000, China;2.Shandong Institute of Architectural Design, Jinan 250000, China)

Architects should choose the type of seismic structure of the building according to the actual situation in the field, improve the rigidity and strength of the building structure and enhance the seismic performance of the building structure. It should optimize seismic design ideas from the aspects of building structure selection, building modeling and building layout.

Building structure; Seismic design; Problem

2017-02-06

孫寧虎(1983-)，男，學士，初級職稱。

TU352.11

A

1674-8646(2017)10-0170-02