建筑結構抗震設計關鍵問題及對策研究

劉波　王鋮鋮

摘? ? 要：倘若建筑結構的抗震性能較低，那么只要發生了強烈等級的地震時，便會很容易造成不可挽回的人員及財產損失。因此，當前國內外在有關建筑工程結構抗震設計工作方面尤為關注和重視。

關鍵詞：建筑結構;抗震性能設計;存在的問題;對策

1? 前言

地震可大幅度的毀壞建筑物，且作為一種隨機性振動地殼活動，又具備一定的不確定性、隨機性、復雜性。根據當前的測定技術分析，尚未出現較準確的預測方法，預測地震中建筑物遇到的地震參數或地震特性。結構設計當中也不能準確分析建筑結構的空間作用或所使用建筑材料及建筑結構性質或其他內外部環境因素等，因此也無法對建筑結構性能起到有效提升作用。

2? 建筑結構中抗震設計存在的關鍵問題

2.1? 建筑抗震場地的選擇

施工條件相同而施工場地工程地質條件不同，那么建筑物在地震過程中所受的破壞程度也是不同的，所以想要提高建筑結構抗震性能，首先選擇好建筑場地，盡可能避開一些抗震性能差的場地，從而降低地震災害。選擇微風化、中等微風化等較有利的基巖建筑抗震場地，同時密實的砂土層及不含水的黏土層一般都是有利場地。盡量避開液化土、濕陷性黃土、軟弱土、非巖質陡坡、高聳孤立的山丘、邊緣邊坡、河岸等狀態明顯呈現不均勻的建筑地震段。如沒辦法避開這些不利場地，則可以適當采取一些抗震加強措施，結合地基液化和濕陷性黃土等級及抗震設防類別等采取對應的抗震加強措施，用于降低或減少這些災害問題形成的概率。如果地震地基的主要受力范圍層存在于新近填土、軟弱黏性土層或者嚴重的不均勻土層，這種情況下應該估計在地震過程中引起的不均勻沉降或是其它的不利性質的災害，同時還要采取一系列措施，比如加固樁基、地基或加強上部與基礎結構的處理措施等;而地震當中極有可能出現的崩塌、滑移、地陷或者地裂的情況，則需要對應的采取一定的地基穩固措施[1]。

2.2? 建筑結構抗震體系的合理選擇

具體來說，建筑結構抗震體系的選擇可以結合以下三個方面進行：

（1）應避免建筑結構體系中出現部分結構或因構件破壞而使建筑整體喪失抗震能力和重力荷載的承重能力。當然對于建筑結構抗震設計的一個核心原則是其結構一定要具備必要的贅余度，良好的形變能力以及分配和支配體力的功能，那么在地震當中，即便有一部分構件退出工作了，剩余的部分構件也仍然能夠擔起豎向荷載的能力，防止建筑體結構失穩。

（2）建筑結構體系必須要具備較為清晰明確的計算簡圖或者恰當合理的地震作用傳遞路徑。其中對于豎向建筑構件的布置一定要盡可能使其在重力作用影響下水平接近均勻;另外對于樓屋蓋梁體系的布置，必須保證在最短路徑選擇的條件下使垂直重力荷載傳遞到豎向構件墻柱上去;結構體系布置的轉換，要保證上部結構豎向構件傳遞來的垂直重力荷載能夠借著轉換層歷經一次或至多二次轉換。不僅如此，還要對建筑的整體抗側力結構體系進行明確，一般情況下，它的組成包括框架、簡體、剪力墻及支撐等，而且各部分之間也盡可能地保持連續貫通。

（3）對于建筑結構體系而言必須要具備比較合理的剛度與強度分布，這樣可以防止因為局部削弱或突然變形行成薄弱部位，并且產生太大的塑性變形集中或是應力集中;對于建筑的框架結構設計應使節點盡可能不被破壞，同時底層柱底的塑性鉸也應該行成晚一些，盡量使柱、梁端的塑性較分散一些;針對那些極可能出現的薄弱部位，則需要采取必要的措施用于提高抗震能力[2]。

3? 建筑結構抗震設計的改進策略

3.1? 砌體結構建筑設計改進策略

對于砌體結構而言，它的弱點之處就在于材料與堆砌方式，這往往使得當地震來臨時在剪切或連接問題上引發房屋不同程度的受損或倒塌。而如果房屋轉角的地方處于地震中，則該部位能夠吸收的震力也往往最多最強，鑒于其剛度之大，并且又同時銜接兩個水平的墻體，以及同時受到來自兩個墻體水平方向傳遞過來的震力，如此，墻體轉角處往往首先會被破壞，對于這種情況，我們給出的改進意見是：在建筑施工過程中必須要弄清楚構造柱及墻體施工的先后順序，同時還要在轉角處墻體間加入鋼筋和構造柱，用于加強轉角處縱橫墻體之間的有效連接，最終達到提高墻體抗震能力的目的。

3.2? 框架結構建筑設計改進策略

（1）剪力墻結構的改進建議。連梁端比較敏感的剪力墻在震災中極為容易因震力導致垂直性彎曲或發生裂縫，同時也會很容易出現走向傾斜的剪切裂縫。比如汶川地震中因為剪力墻連梁部位剪力過大，最終出現許多剪力墻連梁的十字形受損裂縫問題。給出的建議是在設計剪力墻連梁時，使連梁在強制底部屈服之前發生彎曲，這樣就可以以最大限度地消耗地震當中的災害地震能量，確保墻體不會受到損害[3]。

（2）墻肢破壞的改進建議。鑒于剪力墻底部墻肢受到震力最大的緣故，該部分最容易出現裂縫或者被破壞。而同時也會因為震力強度及方向上的差異性，使得墻肢底部出現不同程度的裂縫。有時候會因為地震散發出強大的拉力作用，此時在水平受用墻肢的橫向壓力作用一般比較小，但其底部往往很容易出現不同程度的裂縫。在層低而且寬度比較廣的墻肢部位一般很容易出現剪切斜裂縫的情況，但如果剪力墻高寬度比例比較小，那么這種情況下墻肢出現的斜向裂縫往往對墻肢而言破壞力更大[4]。

3.3? 磚混結構的改進建議

在目前許多有關地震災害研究工作中，發現多層磚混結構房屋它們的抗震能力往往是和墻體面積成正比的，對此就可以借助恰當地增加磚混合結構墻體面積以提高建筑物的抗震能力。多層磚混結構所承載的震災能量部分為底層結構，而為了能進一步減輕整體結構對于震災的承載能力，其設計方案便可以由墻體面積著手。比如縱墻、橫墻均屬于磚混房屋的核心承重結構，基于此，為了震災中能夠避免墻體傾斜或倒塌的問題發生，必須從縱橫墻的布置方面多下一些功夫。

此外，縱橫墻的連接一樣也很重要，可以在連接位置增加水平拉筋等措施，以達到防止地震作用拉開縱橫墻交接的目的，這樣也能使房屋的整體性得到保證。另外，橫墻作為震力的核心承載者，它能夠保證建筑可以把橫向震力傳遞給橫墻，如此在設計當中橫墻的數量距離都必須要求符合相關的規范要求，防止因為布置問題而導致墻體受到震力的破壞[5]。

4? 結語

在我國多年的建筑結構抗震設計的研究工作中，慢慢地形成了一整套屬于自己的比較先進且有效的抗震設計方法，但與此同時，在研究過程中也持續性出現了很多不足之處，丞帶我們在實際實踐當中不斷地去完善。總體來說，如果想要保證建筑結構中抗震設計工作能夠高質量的完成，必須要求要在嚴格遵循有關抗震設計規范要求原則的基礎上，施以合理地設計，以保證建筑物能夠具備比較穩定且可靠的抗震性能，以滿足我們對房屋建筑“小震不壞，中震能修，大震不倒”的標準。對此，伴隨著有關抗震設計工作人員抗震設計工作水平的持續性提高，這對于我國建筑工程的結構設計工作而言也終將會邁上一個嶄新的臺階。

參考文獻：

[1] 黃鶴.關于建筑結構抗震設計若干問題分析[J].低碳世界，2015（12）：205～206.

[2] 涂文智.建筑結構抗震設計中應注意的問題和改進建議[J].技術與市場，2016（12）：128.

[3] 任雪.論建筑結構設計中的抗震問題及改進建議[J].黑龍江科技信息，2015（23）：177.

[4] 陳哲.建筑結構抗震設計關鍵問題分析[J].住宅與房地產，2017（35）：90.

[5] 郭艷昭，莫磊.建筑結構抗震設計關鍵問題分析[J].綠色環保建材，2017（8）：55.