建筑結構抗震概念設計淺談

[摘要]中國是世界上地震災害最嚴重的國家之一，而且地震災害具備分布廣、頻率高、震源淺等特征。人類現在還不能控制地震，對自然災害的預測誤差也相對大，所以建筑抗震概念設計對于有效保證廣大人民群眾的安全具備特別關鍵的意義。經過對建筑結構震害認識的持續加深，大部分的抗震學者在建筑構造上更加重視對抗震概念的設計與運用。

[關鍵詞]建筑；結構設計；抗震；設計；策略

建筑抗震設計中建筑設計是一個特別關鍵的程序，它和建筑物的抗震能力緊密相關，對建筑抗震起到一個基礎功能。所以一定要注重建筑結構抗震概念設計，要求設計人員要有機地結合起結構抗震概念設計和計算分析以及構造措施來考慮，而且同時也要把有關方面的其他各項工作做好，以確保設計構思的完成。

1、建筑抗震結構設計的基本原則

1.1要盡最大的可能性安排很多的抗震防線，產生完整的抗震的構造與系統，應用這樣一個具備延展性的結構構件實施一定的合作，也能夠讓這樣的框架產生一個優良的結構。在通過了級數相對大的地震以后，隨后還會有余震。假如只設計了第一道防線，那么余震非常可能會給建筑物再帶來非常大的風險，也有可能會導致建筑物的倒塌。假如設計得當，能夠在極大程度上對建筑物抗震的程度實施提高。

1.2使用相關的措施在可能發生的薄弱位置增強其抗震能力。

對于薄弱位置判斷基本的原因是構件承載能力，在出現地震的過程之中，構件并沒有一定強度的安全的儲備，所以在設計的過程里面，還需要實施樓層現實承載能力與設計上計算承受彈力的比值也在一個平均的轉變趨勢。并且不可以過分的注重部分的強度與承載力對整體的協調程度。從整體式實施抗震功能的方法實施增強，效果相對明顯的方法是對層次的設計，還能夠對變形的能力實施轉化。

2、建筑結構設計的抗震設計策略

2.1選擇有利場地。

導致建筑物震害的因素是多方面的，其中之一是場地條件。因為場地原因引發的震害往往非常嚴重，并且有些狀況單單憑借項目措施來彌補是非常困難的。所以，選擇項目場址時，要實施具體的勘察，搞清地形、地質狀況，挑選有利于建筑抗震的地段，盡可能避開對建筑抗震不利的地段，任何狀況下都不能在抗震危險地段上建造也許會引起人員傷亡或相對大經濟損失的建筑物。對建筑抗震有利的地段，通常是指位于平坦開闊地帶的堅硬場地土或密實平均中硬場地土。建造于這種場地上的建筑通常不會出現因為地基失效造成的震害，從而能從基本上使地震對建筑物的影響減輕。對建筑抗震不利的地段，就地形來說，通常是指條狀突出的山嘴、孤立的山包與山梁的頂部、高差相對大的臺地邊緣、非巖質的陡坡、河岸與邊坡的邊緣；就場地土質來說，通常是指軟弱土、容易液化土、故河道、斷層破碎帶、暗埋塘浜溝谷或半挖半填地基等，還有在平面分布上成因、巖性、狀態顯著不平均的地段。

2.2結構要規則

結構規則可以確保建筑構造有一個對稱的整體布局，包含立體剛度對稱與外形對稱，提升建筑抗側力。而且確保質量對稱，可以讓建筑物均衡抵御外力，很好的防止重心偏離，從而加強構造的穩定性。依據抗震設計標準要求，建筑結構方式的選擇要遵循規則、對稱的基本原則，讓建筑構造的受力均勻，并且樓層不能錯層，這都是全面布置結構整體的要求。多次地震災害表明，房屋結構外形愈不規則，地震災害所導致的影響愈大，所以，建筑結構的質量重心不能和整體剛度中心偏差太大，不然將會加劇地震導致的扭轉震害。因此，就需要結構設計的平面、立面整體規則對稱。

2.3控制建筑結構平、立面布置的規則性

據有關地震調查研究可知，地震災害一般出現于建筑構造的突變處。如果剛度中心和質量中心出現相對大的偏離，則非常容易導致結構出現扭轉或者平移的情況，從而造成嚴重地震破壞產生。在建筑不具有相對高的整體性，傳力途徑受到阻礙的狀況下，結構的抗震功能就會受到非常大的影響。規則的結構，明確的傳力路徑，計算分析時容易正確估計地震功能的大小和抗震不利的位置，設計時有可靠度相對高的根據。而不規則的建筑構造，傳力路徑比較復雜，計算分析時不容易正確估計地震作用的大小和容易破壞的位置，設計根據不是非常明確，結構安全存在一定的問題。如果結構設計方案缺少合理性和科學性，不但會造成資源的浪費，還會給構造的安全性帶來相對大的隱患。所以，在方案階段設計平立面時，要注重對稱與規則，為提升結構抗震功能奠定優良的基礎，對建筑在地震災害中有效規避也許會受損的狀況有利。在抗震設計時，要盡量防止不規則的結構設計。如果建筑方案設計不得已使用了不規則的結構布置，則要運用空間結構計算模型實施科學、認真的計算和分析，在設計時對結構對薄弱位置實施加強設計，提升結構的延性、抗壓能力、抗傾覆能力、抗倒塌能力等抗震功能。

2.4增強抗震防線的建設

抗震防線是運用可以完成多重抗側力的結構讓建筑物部分的延性獲得加強，設置多道這樣的抗震防線能夠讓抗震結構系統的抗震能力大大的增強，可以把大多數地震傳遞來的能量消耗殆盡。假如地震能量太大，造成擊破第一道抗震防線，建筑物設計的自震周期與卓越周期具備一段間距，這樣就能很好地消除建筑物共振的可能性，使地震帶來的危害減少。第一道防線多使用負載相對小的縱向支撐，有必要時還能夠在建筑物中設置冗余部件，地震能量傳遞過來時這些冗余部件產生屈服變形，同樣能夠巧妙地錯開建筑物自震周期，使共振的危害降低。

結語：

這些年來頻發的地震災害已經造成了太大的生命財產損失，增強建筑構造的抗震能力變得愈來愈關鍵。傳統的建筑結構設計太過信賴計算設計的結果，疏忽了建筑結構的現實狀況，計算設計在建筑抗震設計中的作用沒能充分的發揮出來。這就需要建筑結構的工程師們依據抗震的規則而且應用好建筑結構抗震概念的設計，做到結構功能與外部的條件保持相同，更好的對建筑結構的抗震設計實施解決處理，運用定量的計算方法對建筑實施抗震的數據分析。