建筑结构设计中抗震设计探讨张悦

建筑结构设计中抗震设计探讨张悦

张悦

南京地下工程建筑设计院有限公司江苏南京210000

摘要：要想做好建筑结构抗震设计，首先要从建筑抗震概念设计上充分认识到该结构抗震设防的目的，其次要从建筑结构的各个方面进行详细全面的分析，特别是要有意识的加强结构的局部薄弱部位和构件，如此才能够最大程度上提升其整体稳定性，确保抗震水平。

关键词：建筑工程；结构设计；抗震设计

1抗震性在建筑结构设计中的重要性

地震是我们常见的一种自然灾害，且地震带来的危害大、破坏性强、还具有不容易预测的特点，所以当地震一旦发生，其危害将十分巨大，如果我们的建筑没有抗震性，就可能使人们的生命财产安全遭受毁灭性破坏。所以说，建筑自身的抗震性具有十分重要的作用。我国在对建筑抗震规范的抗震要求提出一定要做到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的原则，根据这个要求和目标，我国建筑结构设计的抗震性取得了十分重大的成就，建筑的抗震技术也基本成熟，使人们群众在地震中收到伤害的可能性大大减低，但目前的建筑抗震性距离人们的要求还有一段距离，而且随着建筑的装饰越来越豪华，如何避免人员伤亡，并尽可能的保护建筑已经成为抗震技术应用层面的又一新方向。

2抗震设计的关键要素

2.1选择合适的施工地址

建筑结构设计的基础是选择合适的施工地址，施工地址的地层情况、土壤含量、自然环境因素以及周围人为环境因素都可能会影响整个建筑工程结构设计的合理性和效用性，因此在建筑结构抗震水平设计中，最关键最核心的要素就是合适的施工地质。截至目前，我国已经出台了相应的法律条文--《中华人民共和国减灾抗震法》，该条文要求各地在进行建筑工程建设的时候要根据当地情况进行严格的安全等级评估，分析其发生地震灾害的可能性以及地震灾害可能的等级指标，有的放矢地进行防护。该条例中根据地震灾害可能带来的损失标准将建筑地址安全性能等级明文规定为四类，即甲类、乙类、丙类和丁类。四类标准的安全系数要求逐级下降，甲类是可以预防大型地震灾害的建筑地址类型，乙类则是指可能会受到损失但是能够及时恢复的建筑地址种类；丙类是指日常普通类型的建筑地址种类，也是目前建筑设计中最常见的一种；丁类则是抗震级别低于正常建筑标准的，主要用于建设临时性建筑或者是安全等级较高地区的临时性建筑。因此，在选择建筑地址的时候要根据以上标准，同时结合建筑使用目的以及其他具体情况选择合适的地址。

2.2科学合理的设计

地震是常见的、不可抗力且具有较强破坏性的自然灾害，虽然地震的发生不可避免，但是地震发生时的损失情况却是人为可控的。通过分析近百年的地震灾害给建筑实施带来的破损数据我们可以发现，同样级别的地震对于不同建筑结构设计的破坏程度是各不相同的。根据此数据，我们可以认为科学合理的设计结构能够有效地降低地震灾害带来的损害，从而减少对于使用者生命财产的危害，因此科学合理的建筑结构设计是影响建筑结构设计抗震性能的第二关键要素。我国建筑行业最常用建筑结构设计包括具有较高柔韧性的“钢筋混凝土结构”、单纯的“钢结构”、二者优势互补形成的”钢混结构“以及硬度较高但是柔韧度不足的“砌体结构”四种类型。

2.3选择建筑结构抗震材料

作为建筑结构设计主要的承重原料，材料的刚度和塑性对建筑结构抗震作用有直接的影响，必须以确保建筑物的整体抗震性、稳定性为前提进行材料的选择，并且依据本地的地震历史资料，选择适宜的建筑材料。建筑材料的选择从抗震角度考虑，最好选用轻质、高强；构件间的连接有良好的整体性、延性的材料，并且材料的全强度能够有效发挥。根据多次地震灾害的实例，得出钢结构是最符合抗震材料的要求，其抗震性能好，但造价及维护的费用相对较高。而现浇钢筋混凝土结构整体性好，价格便宜，还具有较大的抗侧移刚度，经设计可保证结构具有一定的延性。但同时该材料也有很大的弱点：若地震时间长，反复的地震荷载造成构件刚度因裂缝的开展而递减，容易将混凝土挤碎。装配式钢筋混凝土结构虽然施工方便，但其构件本身的强度要高于框架节点等构件接头强度及变形能力，从而形成薄弱环节；同时预制构件在装配时会产生次应力，整个结构的连续性和整体性十分缺乏；所以这类结构不宜在高烈度地区使用。所以为了有效提高建筑抗震性能，在建筑结构设计中必须科学合理的选择适合该建筑的建材。

3抗震设计在建筑结构设计中的应用

3.1注重抗震结构的设计

就当前的建筑概况来看，150m以上的建筑中，主要采用了三种类型的结构体系，即框－筒、筒中筒以及框架支撑体系，这三种体系均是在建筑中存在和应用较好的主要体系。我国钢材生产总量较大，且在钢结构生产中取得了非常大的进步，故建议在建筑结构设计中，尽可能地运用钢骨混凝土的建筑结构、钢管混凝土结构以及钢结构，并在此基础上，不断调校柱断面的大小，改善结构中的抗震性能。建筑结构在抗震功能的设计中，施工人员可以将传统的、以硬性为主的抗震模式逐渐转向以柔性为主的抗震模式，最终将以柔克刚和刚柔相济的主要目的进行落实，能够将地震发生时的主要冲击力进行释放。

3.2隔震技术的应用

被动隔震控制技术应用中最重要的就是基层隔震处理。建筑结构设计人员会在建筑结构的基础部门与上部结构之间进行隔震层建设，以将建筑基础与上部结构进行隔离，降低地震能量的传播成效，提升建筑工程项目的抗震性能，缩减地震能量对建筑主体结构的破坏作用。隔震技术在建筑结构设计中的应用，可使得建筑工程主体结构在地震灾害的影响下，仍保持良好的应用安全性，同时对建筑内部的非结构构件起到保护作用，且地震灾害过后建筑工程无需进行大规模的修复工作，只需更换建筑隔震装置即可。被动隔震控制技术的应用对隔震装置要求较高，隔震装置要具备很强的竖向承载能力、初始刚度和强度性能，能够在地震作用力的影响下对建筑水平位移进行有效控制；隔震装置自身的水平变形能力以及阻尼能力也是非常关键的，在地震自然灾害中，隔震装置的自振周期可以逐渐接近场地振动特征周期，以此吸收和消耗一定的地震能量，减轻地震灾害。

3.3减少地震发生时能量的输入

在建筑结构设计过程中，主要采用基于位移的结构抗震方法，对具体方案进行有效分析，对结构的变形弹性进行良好处理和控制，让其可以承受预期地震作用力下的变形程度。在对建筑构件的承载力进行分析和研究时，应注重对楼层间可能出现的位移进行有效控制，且根据建筑结构的位移和构件变形情况，确定出变形值和建筑实际抗震能力。另外，在建筑地基建设过程中，应将房屋建设到坚固的地面，以减少地震发生时其作用力的输入，进而控制了地震对建筑物的破坏程度。

结束语

地震处于突发性的地质灾害，在严重的地震灾害影响下，众多建筑工程会出现坍塌现象，区域交通和通信会陷入瘫痪，人们正常生活及社会经济发展均会遭受巨大冲击。我国属于地震高发区，为了降低地震灾害所带来的损失或影响，需落实地震灾害的预防工作，将抗震概念设计与建筑结构设计相结合应用，是提升建筑抗震性能的重要措施，可为建筑用户提供相对安全的空间，进而保障广大人民群众的生命财产安全。

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