建筑結構設計中的抗震設計淺談

楊柱偉

[摘要]建筑抗震設計是一個較為復雜的過程，設計因素較多，需要從各個方面進行綜合性研判，才得到獲取最佳的設計效果。通過落實抗震驗算，設置多道抗震防線，完善隔震及消能減震設計，可進一步強化抗震效果，讓建筑物的抗震性能得到提升。

[關鍵詞]建筑結構；抗震結構；設計

1、建筑結構抗震設計存在的問題

1.1不夠重視建筑沆震的問題

近些年來，我國連續發生了不少大大小小的地震，這些地震所造成的直接影響就是給人們的生命、財產安全帶來了無可彌補的損失，造成該損失的大部分原因是我國已有的建筑物缺乏足夠的抗震性能。另外，還有一些建筑的設計人員不夠重視建筑結構抗震設計的重要性，征確定設計方案時不夠重視建筑結構設計中的抗震設計的合理性，導致設計方案中的抗震設計內容被忽視，這種情況在一些改建，擴建工程中尤為普遍，在地震災害來臨時就會留下致命的隱患。因此，這就要求建筑結構設計人員在建筑結構設計的時候，要嚴格按照抗震規范的條款，根據該地區的自然條件來選擇恰當的抗震級別和合理的抗震構造措施：必須考慮怎樣能最大限度的提高建筑物的抗震性能，從而確保人們的生命財產安全。

1.2建筑結構抗震設計驗證問題

為了檢驗建筑抗震結構分析結果的合理性、有效性，目前可采用三種驗證手段：（1）進行建筑抗震模型試驗；（2）對建筑地震反應監測；（3）對建筑震害研究。實踐是檢驗真理的唯一標準，試驗是實踐的一種近似體現。與航天工程、機械工程領域相比，由于建筑結構體型龐大，幾乎不可能完成足尺建筑結構的抗震加載試驗，因此通常采用建筑抗震模型結構試驗。近幾年，國際上陸續舉辦多次不同類型建筑抗震結構的盲測試驗，以檢驗現有的各種抗震設計計算模型的模擬方法。試驗結果表明采用不同軟件甚至采用同一軟件所模擬的建筑結構抗震設計結果相互部存在一定的差異，這也說明我們目前的結構地震反應分析還有待進一步的完善：另外受到抗震設計模型尺寸效應和加載時間效應的影響，模型結構的抗震試驗結果能否再現實際結構真實的地震反應和抗震性能也是值得商榷的。此外，由于在已有的建筑安裝監測設備數量很少或甚至沒有，而地震災害又具有極大的不可預測性，這也大大降低了利用地震反應監測檢驗抗震建筑結構設計的可行性。

1.3明確建筑結構抗震設計概念的問題

抗震防震的宗旨是大震不倒（指連續倒塌）、中震可修、小震不裂。我們的建筑結構抗震設計也是這個目標。地震的能量是巨大的幾乎難于估量，即使設計很厚的鋼筋混凝土墻來抵抗地震，不但勞民傷財，反而吸收的更大地震的能量，地震災害來臨更易破壞。實踐證明硬碰硬是不行的，以柔克剛雖然能消耗地震的能量，但這樣的建筑會產生很大的位移變形，人們生活居住也接受不了。我們通過震害調查，仔細研究建筑結構后，不完全靠計算，在建筑的關鍵部位加強人工干預抗震設計，并有意適當設置地震薄弱部位，消耗地震能量、拖延震害過程。用上述的抗震概念來指導設計，例如：“強柱弱梁、強剪弱彎、強節點”此類抗震措施（包括抗震構造措施）等等就叫抗震概念設計，是建筑結構抗震設計的指導思想。

2、建筑結構中的基本抗震設計

2.1場地、地基和基礎的選擇

建筑選址對于建筑物的抗震性能影響較大，如果沒有穩固的地基、合適的建筑場地，那么建筑工程的抗震性能就無法保障。因此，在對建筑結構進行抗震設計之前，一定要全面分析建筑所處的場地的地質環境、土質硬度等。根據場地、地基和基礎來明確劃分建筑場地哪些區域是有利于建筑抗震性的，而哪些地段又是對建筑穩定性極為不利的。這樣才能“趨利避害”，選出最佳的建筑設計施工方案。并在施工前就對建筑茌抗震中可能出現的問題做出提前預防。對于建筑地基的要求，應當以同一性質的地基為建設標準，確保地基材料結構的統一性。如果建筑選址的地基軟度過高，或者土層不均勻，則應當采取必要的措施對地基進行加固和硬化，有效就避免地基沉降事故的發生。

2.2選擇合理的建筑結構體系

建筑結構體系對于整個建筑結構的妥全性來講至關重要，建筑結構體系作為建筑結構設計的重要內容在進行選擇時一定要保證結構體系選擇的科學性和合理性務必要嚴格按照如下措施進行。（1）繪制簡單的圖紙并明確計算，在對建筑物結構體系進行設計時將建筑物房間的主要受力點放在主梁上，確保重力在垂直的情況下用最短電腦時間，最短距離將重力傳輸到主要的受力部位。另外，在采取豎向構件內部機構布置方案對建筑房屋的內部結構進行布置時，一定要確保豎向構件壓應力的均勻性。（2）確保較高的結構體系強度和結構體系高強度的合理性，對于建筑結構體系來講建筑結構體系的強度是決定建筑結構體系好壞的關鍵，在建筑結構抗震設計過程當中，保證建筑結構最薄弱部位抗震強度設計的合理性，才是建筑結構全面提升抗震能力的前提。因此，在進行建筑結構框架設計時，一定要保證節點構造的完整性，最大限度的分散房梁和房柱頂端的塑性，合理的提升結構框架最薄弱部位的抗震性。

2.3建筑結構抗震材料的選擇

在建筑結構設計中，材料是主要的承重原料，材料的剛度和塑性對建筑結構抗震的影響較大，為了確保建筑物的整體抗震性、穩定性，在選用材料時，要結合本地的地震歷史資料，選擇合適的建筑材料。從抗震角度考慮，作為建筑材料應輕質、高強：構件間的連接應有良好的整體性、延性，且能發揮材料的全強度。按照此原則，鋼結構是最符合抗震材料要求的，多次地震災害實例表明鋼結構的抗震性能好，但鋼材的造價及維護費用較高。現澆}岡筋混凝土結構整體性好，造價低廉，有較大的抗側移剛度，經設計可保證結構具有一定的延性。但該材料也存在難以克服的弱點：當地震持續較長時間時，在反復的地震荷載作用下，構件剛度因裂縫的開展而遞減，將混凝土擠碎。裝配式鋼筋混凝土結構施工方便，但它的抗震弱點在于框架節點等構件接頭強度及變形能力均低于構件本身強度而形成薄弱環節：同時預制構件裝配時會產生次應力，整個結構缺乏連續性和整體性：故這類結構不宜在高烈度地區采用。因此在建筑結構設計中，為了達到提高建筑抗震性能的目的，必須科學合理選擇適合該建筑的建材。

結語：

建筑物的抗震性能是其質量的可靠保證，應當受到設計師以及相關人員的關注和重視。基本抗震性能需要貫穿于建筑設計的全過程，需要從方法和材質，以及結構等多方面進行優化，從而保證建筑物能夠在地震災害中減少可能發生的損傷，保護人們的生命財產。