建筑结构抗震性能设计方法研讨拓燕艳

建筑结构抗震性能设计方法研讨拓燕艳

拓燕艳

西安沣东地产有限公司陕西西安710116

摘要：对现行规范规定的抗震性能设计方法进行了讨论，提出一些补充建议，如补充与规范抗震设防标准一致的性能目标，区分多遇地震与设防烈度地震下的性能水准，对关键构件进行单独设计，根据不同结构类型提出对应的细化的构件性能目标要求等。

关键词：建筑结构；抗震性能；设计方法

引言

建筑结构抗震设计既反映了地震作用的随机性，考虑了小震、中震、大震不同水准地震作用下结构的受力、变形和损伤状况，又可根据不同要求和结构中不同构件对结构安全所起的作用区别对待，采取有针对性的分析和抗震措施，做到建筑结构抗震设计既安全又经济合理，其意义是十分重大的。

1.建筑结构抗震性能设计理论的特点

基于性能抗震设计理论是在对现行抗震设计理论反思的基础上产生的，它们之间有一定的联系和区别，通过对比得出基于性能抗震设计的特点。

1.1采用多级设防目标

我国现行的“小震不坏，中震可修，大震不倒”三阶段抗震设防水准，以保障人们生命安全为一级设防目标，无法避免大震中巨大的经济损失。基于性能抗震设计理论提出了多级目标的设计理念，既要保证生命安全，又要避免经济损失超过业主和社会的承受能力，更加注重非结构构件和内部设施的保护，它们在经济损失中占有相当的比例。

1.2引入投资-效益准则

基于性能抗震设计理论着重点，从现行的仅注重结构安全可靠转变到全面注重结构的功能、安全及经济等多方面。根据投资-效益准则，进行费效分析，在可靠和经济之间选择一种合理的平衡，以确定最佳抗震设计方案，达到优化设计的目的。为此引入经济决策机制，目前普遍采用的决策思想是：以结构系统可靠度为决策变量，以结构寿命全过程为时间范围，以相应的寿命期总的费用最小为决策目标。

1.3具有更大的自由度

现行抗震设计需要依照规范按部就班，缺乏灵活性，结构设计人员处于被动状态。基于性能的抗震设计除了满足“共性”外，更加注重“个性”设计，增加了业主与设计人员的交流，根据结构的用途及业主的特殊要求确定结构性能目标后，设计人员可以选择实现该性能目标的设计方法，采用相应的构造措施，既调动了设计人员的积极性，又有利于新材料的使用和新技术的开发。

2.建筑结构中的抗震设计需要注意的问题

2.1建筑场地的选择

地震发生时会对建筑物主体结构造成严重的破坏。地震过程中产生的地质运动直接破坏建筑物的建筑结构。地质条件是建筑物被破坏的主要影响因素之一，所以，在地震的预防措施中，需要对建筑物所在的场地进行认真的选择。对建筑物所在场地的选择应选抗震能力比较强的地质环境。例如，开阔地就十分方便地震发生时人员的避难。又如地质坚硬的土地，在地震发生时，其地面的沉陷程度相对较小，可以有效减少建筑物坍塌的机率。大量的数据表明，土质越坚硬的地带，被盖层就越薄，建筑物受地震活动的程度就越小，反之亦然。所以，应避开在地质疏松及液化现象明显的河岸、山坡地带的边缘地区建设房屋。因为一旦发生地震，由于地基较松，在地质现象的影响下建筑物会以极快的速度下沉，非常容易造成建筑物的坍塌，若实在无法避开，则要对建筑物本身采取抗震措施。

2.2地基的设计

为了确保建筑物整体结构的刚性，增强建筑的抗震能力，在房屋的建造过程中，同一个单元的建筑不能建设在不同的地基上，也不能采取相应的措施来对地基进行处理，要么就全部选用天然地基进行建造，要么就全部采取桩基的方式。房屋建筑基础的埋置一定要达到一定得深度。埋置过浅就会使得建筑物的嵌固作用减小，地震发生时容易造成建筑物振幅过大，非常容易坍塌。所以在对建筑物的基础进行埋置时，要尽可能多的增加埋置的深度，提高建筑物地基的稳定性。

2.3抗震结构的选择

抗震结构的合理选择是保障建筑结构抗震性能的重要因素。建筑主体结构的抗震设计能够最大程度的减少建筑结构在地震活动中的变形概率，保障建筑物的安全性能。设计人员在建筑物的建造之初就要对建筑物的设计方案进行全面的分析处理，尤其是结构构件的强度和刚度的分析，以保障建筑物的抗震结构能够达到标准。

2.4布局合理削弱地震影响

在建筑物的防震设计中，采用以位移为基点的结构设计和定量分析能够有效减少地震中产生的能量在地表的散发情况，减少地震对建筑物主体的影响，在建筑施工之前对地基的选择应该尽量选择坚硬的地面，以减少地震活动周期的影响范围，减少余震对建筑物的共振，降低地震对建筑物的破坏。

3.建筑结构设计抗震设计的对策分析

3.1加强对建筑结构抗震设计的战略规划

建筑结构抗震设计是一个系统工程，涉及到众多方面的内容，如建筑场地、地基与基础；结构地震反应分析和抗震验算；多层砌体结构抗震设计；钢筋混凝土结构的抗震设计；多、高层钢结构房屋的抗震设计；单层钢筋混凝土厂房的抗震设计；结构隔震与消能减震控制等等。因此，要从战略层面加以重视和规划，我国发布有《建筑工程抗震设防分类标准》、《城市抗震防灾规划管理规定》等国家标准，对建筑物抗震设防分类、责任划归、防灾规划均有具体划分。应该加强在实际工作中的执行力度。

3.2优化建筑结构抗震设计的技术方法

建筑结构抗震设计的基本方法与不做包括，首先计算结构的地震作用—地震荷载；其次计算结构、构件的地震作用效应—M、Q、N及位移；再次，地震作用效应与其他荷载效应进行组合、验算结构和构件的抗震承载力及变形。地震作用和结构抗震验算是建筑抗震设计的重要环节，是确定所设计的结构满足最低抗震设防安全要求的关键步骤。由于地震作用的复杂性和地震作用发生的强度的不确定性，以及结构和体形的差异等，地震作用的计算方法是不同的。

3.3建筑结构抗震设计的注意事项

在建筑结构的抗震设计中，需要格外注意的一点是抗震设计的均衡性问题。要尽量使结构的刚度和质量均匀分布，使得建筑不论是在平面还是各立面上都呈现出规则的感觉。如果建筑结构的设计过于复杂，就是造成质量分布不均的局面，在地震发生时，容易导致建筑物主体结构发生扭曲，加大地震对建筑物的破坏。如果建筑物的外形不规则，整体布置复杂，在地震发生时也是非常容易发生扭转的，影响建筑的抗震性能。如果建筑物的主体不是坐落在一个立面上，地震发生时是十分容易发生鞭梢效应，不利于建筑的抗震。建筑的设计施工工程中，地震并不是唯一影响要素，多变的环境问题也是造成建筑结构受到多个应力作用影响的关键因素。因此在建筑物的抗震设计时，一定要注意对建筑结构的均衡性，合理分配，减少各方多用力对建筑物的影响。当建筑结构面临地震灾害时，除了地质活动带来的破坏之外，地震还会引发空气冲击和结构载荷等多个灾难，共同破坏建筑物的整体结构，因此建筑的抗震设计必须要考虑地震所引发的其他方面的危害，保障建筑物主体结构的强度达到规范的要求，降低地震带来的破坏力，确保建筑物的主体始终处于安全性高的环境中。

4.结束语

综上所述，基于结构性能的抗震设计理论是以结构抗震性能分析为基础的结构设计，是设计理念上的一次变革，涉及结构抗震设计的各个方面，对工程结构的设计和发展具有重大意义。利用该理论进行结构抗震设计，可充分发挥工程师的主动性，满足人们对结构性能的不同要求。从各国抗震设计规范修订动向来看，可以说基于性能的结构设计是未来抗震设计规范的趋势。

参考文献：

[1]孙俊等.工程结构基于性能的抗震设计方法研究[J].四川建筑科学研究，2005，（03）.

[2]伍坚，刘少宏.钢筋混凝土结构抗震设计思想新探讨[J].重庆建筑，2005，（09）.