混凝土結構建筑抗震結構設計分析

趙 端

(太原理工大學建筑設計研究院，山西 太原 030024)

混凝土結構建筑抗震結構設計分析

趙 端

(太原理工大學建筑設計研究院，山西 太原 030024)

在合理分析混凝土結構建筑抗震結構設計的必要性基礎上，科學地對目前我國混凝土建筑抗震結構設計中存在的不足和問題進行了剖析，并針對這些問題提出了相應的合理解決辦法和設計優化措施，從而有效地探究提升我國混凝土建筑抗震性能的有效手段。

建筑，混凝土結構，抗震設計

0 引言

自進入21世紀以來，隨著我國社會經濟的不斷發展和城市化建設的不斷加快，我國城市建筑尤其是高層建筑的建設需求量在與日攀升，這同時也使得建筑設計的抗震性能和安全性能越來越受到人們的高度重視。混凝土結構因其本身具有整體性能好、可塑性高以及耐火性好等特點，成為了我國當代建筑行業基礎建設當中應用最為廣泛，使用頻率最高的建筑結構材料，所以，它的安全性能和結構設計的好壞，對于整個建筑結構的抗震性能起到了直接性的影響。因此，相關建筑設計工作者一定要充分地認識到混凝土結構建筑抗震結構設計的重要性，并且積極采取科學有效地設計理念和方法，來合理的設計與提升混凝土結構建筑的抗震性能，從而科學地提升建筑設計的安全性和穩定性。

1 混凝土結構建筑抗震設計中存在的問題

1.1前期準備工作不完善

不論是對于建筑設計而言，還是施工而言，前期的準備工作都是必不可少的，前期準備工作中所包含的相關設計資料收集、施工規范整理、施工材料購買與審核以及設計方案的審核等內容，都對整個混凝土結構建筑的抗震設計起到了非常關鍵的影響，因此，對于混凝土結構的建筑抗震性能設計來說，前期準備工作的完善與否至關重要。然而，據相關調查部門統計，在我國每年的混凝土結構建筑的抗震性能審核當中，很多混凝土結構建筑的抗震能力不符合國家相關法律法規規定的抗震能力標準，而這其中很大一部分原因就來自于一些建筑設計公司對于設計之初的前期準備工作做的不怎么完善所引起的。比如說，以混凝土結構建筑抗震性能設計前期的現場勘查測量工作為例，由于每一個地方的實際地理情況、地形地貌、自然環境、土壤條件以及水文條件等都是不相同的，但是一些建筑設計人員在對其進行實地考察、勘探測量的時候，沒有及時的采用變通的測量方法，對于不同地形地貌的施工場地，采用同一套測量標準來進行實地測量，進而導致一些特殊的細節數據沒有被測量勘察到，而后來的建筑設計師在進行混凝土結構建筑的抗震設計時，也沒有能夠及時得到所有的真實信息，不能夠全面的、透徹的了解施工場地的實際條件與情況，最終導致設計出來的混凝土建筑結構抗震性能無法達到實際的標準要求，因此，施工前期的準備工作至關重要。

1.2防震結構設計不規范

防震結構設計是現代混凝土結構建筑的抗震性能設計當中，最為關鍵也是最為有效地設計實現方法，它其中包括了抗震層、防震縫以及抗震支座三大主要防震結構的設計，這三大抗震結構對于整個混凝土結構的建筑抗震性能起到了關鍵性的影響，所以至關重要。根據我國相關法律法規規范和標準條文規定，當出現以下三種情況時，抗震層、防震縫以及抗震支座這三大防震結構都必須滿足設計規范：第一種，混凝土結構的建筑房屋中平面的所有尺寸大小，都遠遠超過了我國《鋼筋混凝土高層建筑結構設計與施工規程》中的標準規范限度值，并且還沒有設計相應的安全強化措施的情況下，混凝土建筑的抗震層、防震縫以及抗震支座的設計就必須都要有。第二種，對應的混凝土結構建筑的各部分不同的功能結構，其剛度和承載壓力的負荷能力存在著很大的差距，并且還沒有設計相應的安全強化措施的情況下，混凝土建筑的抗震層、防震縫以及抗震支座的設計就必須都要有。第三種，對于一些設計感比較強，上層建筑與下層建筑之間存在著巨大的錯層，并且還沒有設計相應的安全強化措施的情況下，混凝土建筑的抗震層、防震縫以及抗震支座的設計就必須都要有。然而根據實際的相關調查顯示，我國很多混凝土結構建筑的相關防震結構設計都沒有達到上述標準，建筑的抗震性能有待考驗。

2 提升混凝土結構建筑的抗震性能設計的有效措施

2.1完善前期準備工作

設計與施工前期的準備工作對于整個混凝土結構建筑的抗震設計起到了非常關鍵的影響，因此，對于混凝土結構的建筑抗震性能設計來說，前期準備工作的完善與否至關重要。相關建筑設計工作人員可以從以下幾個方面來完善混凝土結構建筑抗震設計的前期準備工作：第一，做好實地的地震災害數據分析。混凝土結構建筑的抗震性能設計的主要目的就是為了抗震，因此，要想保證設計出來的混凝土建筑結構的抗震性能能夠滿足實際的需求，相關建筑設計師就必須要了解工程所在地的實際地質災害情況。地震災害的數據分析工作包括當地的地質結構屬于平原、丘陵還是山地結構，近百年內的地震災害發生頻率是多少，以及是否處于地下斷層等情況，這些信息的采集都能夠為建筑設計師提供有力的當地地質災害產生幾率和強度大小等信息，從而更好地開展混凝土結構建筑的抗震設計。第二，強化建筑結構的延性設計。延性設計即抗形變能力設計，一般情況下，在地震災害來臨時，強大的地震沖擊波會造成地面土壤層波動和碎裂等情況的產生，這種情況下的混凝土建筑會因為地質的變化，而受到很大的形變壓力，而要想在這種強大的形變壓力下保證建筑的穩定性能，就需要建筑設計師加強對于建筑本身的結構延性設計，強化建筑本身的負載能力和抗壓能力。

2.2強化防震結構設計

2.2.1抗震層設計

抗震層是現代混凝土結構建筑抗震設計當中的三大基本結構之一，從設計位置的角度上來說，抗震層設計所在的部位和發揮作用的部位，都在建筑基礎的頂部，是整個建筑抗震結構當中，最為基礎也是最為關鍵的抗震結構，它的存在能夠起到隔離地震沖擊波與建筑體的作用，不讓混凝土建筑體直接與地震沖擊波相接觸，從而最大程度上的減少地震沖擊波對于混凝土建筑體的影響，減少地震對于建筑體的損壞，提升混凝土建筑的穩定性和安全性。在實際的設計和施工操作當中，抗震層的設計如下所述：首先，為保證抗震層的設計不影響整個混凝土建筑體設計的功能性和合理性，建筑設計師可以將抗震層設計在地下室的柱頂或者層頂。然后，考慮到抗震層本身的特殊性，也為了為抗震層的施工和后期的維護與修理提供一定的方便性，一般情況下，相關建筑設計師可以在抗震層的頂部和基礎面之間，預留80 cm的小空間。

2.2.2防震縫設計

防震縫同樣也是混凝土建筑結構抗震設計當中的三大基本組成結構之一，它的設計是為了當地震災害來臨時，混凝土結構的建筑在地震沖擊的情況下，產生一些變形時，為其形變預留一些適當的形變縫隙，進而將整個建筑體劃分為多個不同的空間，減少相互的影響，也就是說，防震縫的存在事實上就是為了給地震作用下建筑體的各部分避免相互擠壓沖撞，而預留的伸縮縫。從設計的位置角度上來說，防震縫的設計貫穿了整個混凝土建筑的結構體，整個建筑體的各單元功能區都有其存在的影子，所以，它承擔的責任很大，功能性和安全性要求非常的高。在實際的設計和施工當中，防震縫的寬度設計需要依據實際的地質情況和防震設計規范來進行設計，寬度設計過小或者過寬都會影響到其整體的功能性發揮。

2.2.3抗震支座設計

抗震支座的功能是對地震能量的一個緩沖和滑動釋放，與上述抗震層和防震縫相比，抗震支座的使用位置多在于混凝土結構建筑體容易受到地震影響比較大的部分，位置和數量根據實際的需求為準來設計。需要注意的一點是，抗震支座的設計與選擇應當采取以下幾個方面的標準為參考：

第一，地震波測試。相關建筑設計工作者可以通過模擬地震波的方式，來測試抗震支座的性能，從而設計出合適的使用位置和使用數量，來滿足實際的抗震性能需求。

第二，混凝土結構的建筑體本身有一定的設計使用年限，因此，相關建筑設計工作人員在進行抗震支座的選擇與設計時，同樣也需要考慮到抗震支座的使用年限，一般情況下，根據相關的法律法規和設計標準，建筑體防震支座的使用壽命應當長于混凝土建筑體本身的使用壽命年限。

3 結語

混凝土結構作為我國當代建筑行業基礎建設當中應用最為廣泛，使用頻率最高的建筑結構材料，它的結構抗震性能設計的質量對于整個建筑結構的安全性能和穩定性能都有著非常重要的影響，因此，相關建筑設計師一定要充分地認識到混凝土結構建筑抗震結構設計的重要性，并且積極采取科學有效地設計理念和方法，來合理的設計與提升混凝土結構建筑的抗震性能，從而科學地提升建筑設計的安全性和穩定性。

[1] 劉 超,時 超.混凝土結構建筑抗震結構設計分析[J].城市建設理論研究(電子版),2016(6):23.

[2] 劉國勇.混凝土結構建筑抗震結構設計分析[J].科技風,2016(9):102.

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[4] 程學才.混凝土結構建筑抗震結構設計分析[J].河南科技,2015(16):16-17.

Seismicstructuredesignanalysisofconcretestructures

ZhaoDuan

(TaiyuanUniversityofScienceandTechnologyInstituteofArchitecturalDesign,Taiyuan030024,China)

Based on the reasonable analysis of the necessity of concrete structure building aseismic structure design basis, scientifically for the defects of concrete building aseismic structure design in our country and problems analyzed, and aimed at these problems puts forward the corresponding solutions and design reasonable optimization measures, effectively explore is the effective means to improve seismic performance of concrete construction in our country.

architecture, concrete structure, seismic design

TU352.11

A

1009-6825(2017)26-0056-02

2017-07-05

趙 端(1982- )，男，工程師