建筑結構設計中抗震設計分析

靳 永 恒

(山西中方森特建筑工程設計研究院,山西 太原 030002)

建筑結構設計中抗震設計分析

靳 永 恒

(山西中方森特建筑工程設計研究院,山西 太原 030002)

介紹了抗震設計的主要內容及存在的問題,以提高建筑結構設計中的抗震設計為目的，對抗震設計現狀進行了分析，并有針對性的提出解決問題的方法。

建筑結構設計,抗震設計,科學性

自2008年汶川地震后，人們深刻了解到地震的破壞力。地震對建筑來說是毀滅性的，對人類來說也是極大的威脅，為保證人身安全和財產安全，房屋的抗震設計就顯得尤為重要。建筑的抗震設計，主要是通過提高建筑的穩定性和安全性的方式，來增強建筑的抗震能力。想要實現此目的，就必須對具體的環境進行考究，并做出科學合理的設計，再選取高品質的建筑材料進行修建，在增加建筑安全性和實用性的同時，也有效延長了房屋的使用壽命。

1 抗震設計的主要內容

1.1 建筑場地的選擇

在房屋建筑施工前，首先要面臨的問題便是建筑場地的選擇。在選擇前，需要對場地進行全面考察，場地應滿足以下幾點：

1)地勢平坦開闊且沒有斷層，同時還具備地質活動少的地方。這樣可以從根本上避免因為選址不當，造成建筑損壞的問題。

2)土壤質地堅硬的地方。因為土壤質地疏松容易被外界因素影響，在地震時，容易造成建筑下陷等問題，尤其是在河灘、軟土層上的建筑穩定性越差。

1.2 結構設計的科學性、合理性

為增加建筑的抗震能力，建筑結構設計就顯得尤為重要，因為建筑的結構是否科學合理，可以直接影響建筑的抗震能力，科學的建筑設計在有效節約材料的同時，還能提高建筑的穩定性和安全性。

1.3 建筑設計對具體施工問題的考量

建筑設計的最后環節是施工環節，也是極為重要的環節。為更好的保證房屋建筑的質量，施工前的培訓很重要。培訓不只是針對施工人員的技術，還有對施工人員責任心的培養，不僅有利于提高施工的安全性，同時還能夠最大限度的規避因施工不當造成的安全問題。在實際施工時，很有可能因為極小的問題造成不可估量的損失，特別是在遇到自然災害時(如：地震等)。由此可見施工環節的重要性，作為建筑結構的設計者，有必要、也有義務考慮具體施工會遇到的問題，盡可能地在保證建筑質量情況下降低施工難度。

2 抗震設計現狀所存在的問題

2.1 抗震設計概念不明確

地震是破壞力極強的自然災害，為保證人身安全、減少人們的財產損失，建筑結構設計中抗震設計尤為重要。抗震設計以：“大震不倒，中震可修，小震不裂”作為抗震設計的目標，其目的就是能更好的降低地震帶來的危害。在過去的抗震設計中，通常以大量鋼筋混凝土來抗拒地震的力量，通過實踐證明，這種設計方式是不合理的，大量的鋼筋混凝土不僅沒有減弱地震的破壞力，反而使建筑更容易被毀壞。經過研究發現，僅是單純依靠設計來設計是不全面的，需在關鍵位置加強抗震設計，同時也要設計出薄弱位置，以便建筑能夠更好的消耗地震的破壞能量，最大限度的拖延地震發生的進度。由此可見，上述的抗震概念不僅是抗震設計的靈魂，也是指導思想。

2.2 在建筑設計中并未對抗震設計引起足夠重視

近年來，地震活動越來越頻繁，每一次的發生給人們的生活帶來了不可估量的損失，造成這一現象的主要原因是由于我國建筑的抗震能力不足。其次，是因為建筑設計人員在設計時自身不夠重視抗震設計，尤其是在建筑改建擴建中時常發生，然而這些小隱患在遇到地震時，就會變成致命問題。因此，為確保生命財產安全，設計人員在遵守抗震設計要求的同時，還應該考慮施工的實際環境，對抗震級別和構造進行合理選擇。

2.3 抗震設計驗證存在的問題

為了提高建筑質量，需要進一步對抗震設計進行檢驗，具體有以下三種檢驗方式：

1)抗震模型試驗。2)檢測建筑對地震的反應。3)建筑震害研究。

在對抗震設計的檢測中，由于建筑結構體型龐大，不可能使用1∶1的建筑結構進行測驗，只能通過對抗震模型進行檢測，從而分析數據推測出建筑結構抗震的結論。近來，國際上曾多次舉行了盲測實驗，其目的是為了檢驗現有抗震模型的抗震反應，經過實驗表明，各種各樣的軟件模擬都存在著差異。由此可見，我們現有的抗震設計檢驗存在不足，同時，因為地震力量的不可逆，預測技術還不成熟，都對抗震設計驗證的發展產生了消極影響。

2.4 建筑結構設計人員自身意識不足

在建筑結構設計人員群體中，存在一部分專業基礎差，設計能力不足的工作人員，這類設計人員往往容易忽視建筑的抗震能力設計，導致建筑的抗震能力不足。同時還有一些設計人員受自身安全意識影響，在設計上注重外觀美化，不重視建筑結構整體的抗震能力，從而降低建筑的抗震能力帶來使用風險。作為建筑結構設計人員，在設計時，有責任、有義務考慮人們的生命財產安全。但是，這需要不斷提高自我修養，增強自身專業能力和安全意識，只有全面的為人民考慮，才能夠設計出安全美觀的建筑。

3 建筑結構中的抗震設計

3.1 平立面布置得當

建筑的平立面布置是否得當，對建筑的抗震性能有著重要影響。合理的平立面布置，一方面有利于提高建筑的穩定性，另一方面，還對建筑的抗震能力有著積極影響。在具體的抗震設計中，只要建筑的平立面布置合理，并滿足抗震規范要求，那么此建筑的抗震能力會得到極大提升。

平立面布置得當，是指在保證使用功能的前提下，選擇的建筑面規則對稱，在建筑的同一樓層平面剛度變化一致。同時還應該注意建筑面的平整，建筑面的平整能使建筑豎向剛度變化穩定，有效規避了樓層間剛度不均勻現象的發生，有利于提高建筑的抗震能力。在建筑結構抗震設計中，由于結構過于復雜且龐大，抗震縫設計也很重要，一般設計在結構易變形的薄弱部位。抗震縫可以將結構分為幾個相對獨立的部分，在地震發生時，可以保證縫隙兩側不發生碰撞，有利于提高建筑的抗震能力。

3.2 抗震材料選取要科學、規范

材料作為建筑的主要力量來源，選擇適合的材料尤其重要。為保證建筑的質量，需了解場地的各方面，并對場地的地震數據進行分析，確保選擇的材料適用。從抗震設計角度來說，材料應質輕、高強、具有很強的整體性和延展性。經過實踐證明，鋼結構最符合抗震材料要求，但存在造價和維護費用高的問題。現澆鋼筋混凝土結構整體性極好，且造價低，在經過設計后具有延展性，但是由于地震具有反復性，現澆鋼筋混凝土剛度會降低，無法長時間支撐。由此可見，材料的選擇對建筑的抗震性能具有重要影響，必須科學的、規范的選擇材料。

3.3 嚴格選擇場地

場地的好壞決定了建筑的整體質量，對建筑的抗震能力也有重要影響。為提高建筑的抗震能力，應盡量選擇土壤分布均勻、密度高、硬度強的場地，因為這種場地可以均勻受力，能夠更好承載整體建筑的荷載。在場地選擇上，需要避開以下幾種情況：

1)軟土層、液化土、采空區和河岸邊緣(見圖1)。2)滑坡、地陷、泥石流等山體事故易發地(見圖2)。3)斷裂帶(見圖3)。

3.4 結構參數計算

建筑結構設計師在設計時，應該根據選擇場地的實際情況進行選擇。由于不同的結構類型在地震中起到的作用是不同的，設計師通常會使用先進的計算機技術，在進行建模后對建筑的抗震能力進行準確計算。為保證設計的合理性、科學性，設計師會將結構的各項參數加以計算(如模擬地震波)，確保建筑結構的抗震能力。

4 結語

眾所周知，地震具有極強的破壞能力，時刻威脅著人民的生命財產安全。而建筑結構設計中的抗震設計，是降低地震破壞力的有效方式之一，抗震設計不僅能夠提高建筑的安全性、穩定性，還能夠提高建筑的整體質量。因此，抗震設計具有十分重要的現實意義，必須得到重視。

[1] 朱桂明.芻議建筑結構設計中的抗震設計分析[J].江西建材,2015(4):23.

[2] 陳琳琳.高層建筑結構設計中抗震概念設計的應用[J].江西建材,2014(9):30.

[3] 施國鼎.超限高層建筑結構基于性能抗震設計的分析[J].建筑知識，2015(14)：32-33.

Analysis on anti-seismic design in building structure design

Jin Yongheng

(ShanxiZhongfangsenteBuildingDesignAcademy,Taiyuan030002,China)

In introduces major anti-seismic design contents and existing problems. In order to improve the seismic design of building structure design for the purpose of seismic design are analyzed, puts forward the solution methods.

building structure design， seismic design， scientific

1009-6825(2017)20-0044-02

2017-05-08

靳永恒(1963- ),男,高級工程師

TU318

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