市政建筑结构设计中抗震设计方法研究

市政建筑结构设计中抗震设计方法研究

付骋,周鹏

长江重庆航道工程局 重庆 400011

摘要：目前我国城市化发展水平和建筑工程发展都十分快速，人们对在建筑中有关的耐震措施都是秉承着“小震不塌、大震能修”的准则，尽管建筑设计在耐震方面也采用了不少的措施，受诸多因素的影响仍然不可避免地出现了质量问题，与此同时也给社会造成了巨大的经济损失。影响建筑物质量的因素有很多，其中最主要的还是施工工人的安全意识不够，在施工过程中产生了侥幸心理，偷工减料，甚至私自更改了总体设计方案，从而未能切实地把建筑防震的安全措施落到实处。

关键词:建筑工程结构；抗震设计；探讨

引言

为了进一步改善房屋结构抗震性能，本文以某房屋主建筑工程为例，对该工程的建筑框架结构及参数尺寸进行调整。该调整方案以刚度比、建筑结构技术作为优化工具，通过参数数值计算，加强纵向抗震性能，综合各项因素，确定参数控制方案。

1抗震设计理论

现阶段，抗震设防可以分为多遇地震、设防地震、罕遇地震3个水准点。常规的建筑结构抗震设计普遍遵循小震不坏、中震可修、大震不倒的思想理念，通常情况下，需要进行多遇地震下的弹性分析和罕遇地震下的弹塑性分析。同时，还应该包括设防地震下的中震分析。“三水准抗震设防”思想存在一定的局限性，没有进行定量规定，而且不能有效控制非结构构件，一旦地震发生，导致非结构构件丧失功能，可能会产生不可预估的损失。随着理论研究的不断推进，以及人们对建筑抗震期望值的不断增加，越来越多的抗震设计理论得以发展应用。

2震概念设计的基本原则

2.1选择对抗震有利的场地和地基

建筑的抗震能力和现场要求有密切联系。对多次地震的研究已经证实，对于同类别的建筑，因为施工地点不同，损坏程度也会存在较大差异。因此建筑物的选址应该尽量避免在地貌上有活动断层通过或断裂交叉的地区，尤其是在有活动断层的区域进行施工。

2.2通过合理规划，防止地震时出现的次生灾害

地震所引起的次生灾难，有时也会造成大于地震直接带来的社会经济损失，防止地震时出现更强烈的次生灾害，是防震工作的一项非常重要方面。在震中区域的建设规模上应使住宅分散建立，而住宅的高度间距以不低于1-1.5倍的房屋标高为宜，以便为在抗震时人员撤离和救援以及为抗震修筑临时性工程留出余地。要尽量避免房高巷小，防止抗震时因为楼房坍塌将道路阻断，公共建筑更应充分考虑抗震避难问题，通常可和消防避难一起考虑。

3建筑结构抗震设计优化措施研究

3.1做好地质勘察和地基处理工作

在工程选址时，除了注重地震烈度，必须加强地质勘察工作，详细了解影响场地抗震效果的各种因素，包括岩体的结构、力学特性、工程地质性质以及地下水的类型和分布，地质勘察是分阶段进行的，必须根据不同阶段的勘察要求，严格把控工作质量，保证勘察资料的完整性和准确性，为高层建筑结构抗震设计奠定良好的基础。根据现场地质条件，有针对性地制订地基处理方案，尤其要注意松散软弱土层、风化破碎岩层、断层、泥化软弱夹层、岩溶、土洞等特殊地质，着重提高地基承载力和稳定性，减少不良地质条件对工程建设的影响。根据地质条件和地基处理情况，选择合适的基础类型，常见的基础类型包括独立基础、条形基础、筏形基础、箱形基础、桩基础，在地基处理困难或者不经济时，通常可以采用桩基础，能够跨越一定范围的不良地质，从而为上部建筑提供有力支撑。

3.2选择合适的结构体系

根据建筑承重结构材料划分，适用于高层建筑的结构体系包括钢筋混凝土结构、钢结构、型钢混凝土组合结构，其中，后两者由于钢材的优越性能，具有抗震性能好、变形能力强的优点。根据承重体系划分，适用于高层建筑的结构体系包括框架结构、剪力墙结构、框剪结构、筒体结构。其中，框架结构平面布置灵活，但侧向刚度较小，容易产生非结构性构件损坏；剪力墙结构侧向刚度大，但平面布置不够灵活；框剪结构集合了框架结构与剪力墙结构的优点；而筒体结构是抵抗水平荷载最有效的结构体系，适用于高度较高的建筑。在抗震设计时，应该充分考虑不同结构体系的抗震性能，根据实际情况，合理设置多道防线，提高建筑结构的安全性能。

3.3设计多道防线的必要性

众所周知，地震的震动不只是一次，一般是在一段时间内持续震动，并且大型地震之后还会伴有余震。所以建筑物在地震多次震动的影响之下会形成累积型的损伤。因此，对于建筑物的抗震防线的设置，不能只局限于一道防线，只有在第一防线的基础上设置好第二、第三道耐震防线，才能够提高建筑物的抗震能力，从而提高建筑物的安全性。

3.4第一道防线的构件选型

建筑物的结构是不同的，无论是砖墙、构架还是墙体都必须具有一定的抗震能力。但是不同的建筑物的结构的受力能力不同，所在防震的效果则存在着具体的差异。一般来说，相关工作人员需要充分考虑建筑物结构所能承受的重力情况，例如轴压比较小的防震墙体结构，在具体的施工过程中将防震墙体当作第一道抗震设防的抗侧力构件。工作人员通常不考虑将轴压特别大的框架墙作为第一道设防的抗侧力构件。如果选择轴压较小的防震墙体作为第一道防线，即使结构被破坏，也不会危害到整体结构。选择轴压大的防震墙体作为第一道防线，一旦抗侧力构件遭到破坏，就会造成整体构架柱的竖向承载力大幅度降低，从而对整体构件的结构安全造成威胁。所以在技术条件允许的情况下，并且构架是整体结构中独立的抗侧力体系时，工作人员就必须采取强柱弱梁的结构，这样能够更好地提高整体构架的延展性。

3.5抗侧力体系多余杆件的利用

建筑物主体结构抗震设计的最主要目标是防倒塌，当建筑物主体结构受到较重外力造成损伤的情形下，也能够保持一种比较稳固的状态。因此针对建筑物结构主体比较理想的应用方法就是能在主体构件内部增加若干杆件，其中杆件和主体构件之间的强度差值应当在国家规定的标准范围内，并采用合适的配筋，保证主体构件及其杆件有较好的可伸缩性，当遇到地震时，这种杆件设备会在主体构件之前进行有效的抗压，利用它所具备的塑性程度，把地震过程中产生的破坏力进行分散。例如：针对两片或者是多片的单肢抗震墙，利用水平抗弯梁共同连接成为多肢的抗震墙，并且使抗震墙能够和同一个平面之中的框架形成并联，从而加强其抗震方面的能力。这种方式可以实现对于结构动力整体的特性的控制，并且在多余杆件之间的耗能和内部力量在双重分布之下，通过结构系统将压力逐渐转移到内部，从而形成更加稳定的结构系统。

结语

综上所述，抗震设计是高层建筑结构设计的重点内容，直接影响着高层建筑的安全性和稳定性。随着经济社会的不断发展，高层建筑越来越多，成为城市靓丽的风景线，然而，高层建筑容易受到地震冲击波的影响，可能会产生严重的损失。本文针对高层建筑结构抗震设计优化措施进行研究，在明确抗震设计理论的基础上，分析了有效的应对方法，希望能够起到积极的现实意义，提升高层建筑结构抗震设计水平，在发生地震灾害时，能够有效减少损失，保证生命财产安全。

参考文献

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