建筑结构抗震设计研究

建筑结构抗震设计研究

王千润

海口市城市规划设计研究院有限公司 海南省 海口市 570100

摘要：地震及其次生灾害具有强大的破坏力，往往会给社会和人民带来不可估量的损失。而且由于地震具有偶发性且难以预测，当意识到地震发生时，不能临时采取结构上的应对措施。因此，建筑结构抗震设计应着重于防震减灾。基于此，本文主要对建筑结构抗震设计进行研究。

关键词：建筑结构；抗震设计；抗震措施

引言

国家对建筑工程实行以预防为主的防震减灾方针，有着“小震不坏,中震可修,大震不倒”的设防目标。如今建筑结构抗震设计技术日益成熟，合理的结构设计能大大降低由地震带来的灾害。然而由于造价成本、项目效果、项目区域设防烈度不高等多方面原因，在非重点设防项目中，人们往往会不同程度地忽视或者减少建筑结构的抗震设计，这会导致地震发生时给我们带来严重的威胁。

1抗震设计应用的背景

近年来国内外大小地震频发，如国内的唐山大地震、汶川大地震、青海玉树地震，国外的海地大地震、日本大地震、土耳其大地震。它们往往有着摧毁一座城市甚至严重创伤一个国家的破坏性。在每年数百万计的地震中，虽然有感地震极小，但只要有1次强震发生，都会给我们造成难以估计的损失。而我国两侧有着环太平洋地震带和欧亚地震带，破坏性地震时有发生。因此，各种工民建及市政工程中结构抗震设计势在必行，它能最大限度地保证人民的生命财产安全，在地震来临之际为抗震救灾提供强有力的保障。

2建筑结构抗震设计流程

2.1建筑设计阶段融入抗震设计理念

国内的建筑设计和结构设计往往是分开的，且建筑设计走在项目施工图的前列。然而如今建筑设计比较容易脱离实际，一味的追求所谓的“效果”或者经济效益，而忽视了结构抗震设计的要求。例如，为了增加地下室车位，盲目追求大跨度柱距，取消边柱之间挡住远处入户门的中柱；为了外立面造型，墙身构造大样悬挑得越来越远毫无止境；屋面构造花架高耸入云宛如空中楼阁。这些做法会给结构留下不小的安全隐患。以日本为例，作为一个地震高发的国家，他们就要求建筑设计师应当具有完善全面的结构抗震设计知识，在建筑方案设计阶段就能够对建筑布局进行结构抗震概念设计，为设计方向做好把控。所以设计师们应提高素养和学习多专业的知识，坚持抗震设计的底线和原则，做到建筑设计与结构设计相结合，保证建筑效果的同时满足结构的抗震要求。

2.2结构设计阶段的抗震设计

建筑结构抗震设计是按设计顺序对各种设计思路作出选择的过程。选择合理的设计方案才能对建筑结构提供良好的抗震效果。

（1）选择适合的建筑场地。建筑选址是结构抗震设计能顺利进行的前提。前期勘察报告应当提供包括但不限于土质、地下水位、地震断裂带等地质资料和水文条件。设计师应根据地勘报告选择符合要求的合理建设地点。应当尽量避免项目置于对抗震不利的地段上。

（2）确定抗震设计指标。当项目的方案和地理位置确定后，应根据抗规高规等国家现有规范，经过多方位全面的思考后，明确项目的抗震设计等级、所在地设防烈度和地震加速度、结构特征周期等设计指标。通过这些设计指标，设计师才能在抗震结构设计时，充分考虑可能存在的问题和会对结构造成的影响，科学合理地选定抗震设计方案，完善结构抗震设计，增强建筑抗震能力。

（3）选择合适的抗震体系。当上述条件确定后，结构设计师应当选择一个合适的抗震体系，在满足建筑使用要求的同时，令其结构刚度和承载力也能满足极限状态下的抗震要求。抗震体系的选择应当遵循延性设计、多道防线、冗余设计的原则，使结构设计有富余度，各构件在地震状态下协同工作，受地震破坏时有着期望的既定顺序，且不会发生脆性破坏，最大限度地发挥抗震效果。例如高层结构可采用纯剪、框剪、筒体剪力墙等结构形式。对于不规则的建筑方案，还应考虑双向水平地震作用或者计算竖向地震作用，在满足水平地震作用下位移比的同时应当尽力减少结构扭转的发生。

3.结构抗震设计的措施

3.1抗震构造措施

抗震构造措施的设置在建筑结构抗震设计中应是不可或缺的一环。抗震构造措施虽然不需要经过计算，但有效合理的构造措施布置能显著直观地提升建筑结构抗震性能。在设计时首先应当满足常规的构造设计要求，比如构件的最小截面、最低混凝土强度、最低钢筋强度、构件的跨高比、钢筋的最小配筋率、箍筋加密区的位置、钢筋的锚固长度、竖向构件的轴压比等。并应当根据实际情况，对局部或全部构件的某项限值进行百分比比例的放大，例如对处于低烈度区的重点项目适当提高抗震构造措施的等级、对地下室顶板或结构嵌固端的框架柱每侧纵筋放大1.1倍、节点区全加密以提高抗剪能力等。此外，还有二次结构砌体中的构造柱、圈梁，主体超过一定高度时设置的包括伸缩缝、沉降缝在内的防震缝等，也是采取抗震构造措施中不容忽视的环节。

3.2针对性抗震措施

结构抗震设计措施除了构造措施外，尚可采取针对性的抗震措施，对结构整体的抗震性能会有可观的提升。部分针对性抗震措施如下。

（1）针对扭转不规则，尤其是平面角部端部的位移过大的问题，为尽量减小扭转效应，应尽可能加大结构外围刚度以提高结构抗扭性能。可在此处合理地布置结构竖向抗侧力构件，局部增大混凝土强度或者加大构件截面，减小结构偏心，同时适当加强受扭转影响较大部位构件的配筋。

（2）针对楼板平面局部不连续和竖向收进不规则的问题，如高层的楼梯间电梯间核心筒位置由楼板开洞形成的薄弱连接部位、裙楼和塔楼错层连接处等，应在局部不连续及弱连接处加厚楼板，双层双向拉通配筋并增大配筋率。同时加强洞口边梁的纵向贯通筋及抗扭腰筋，对连接处竖向构件的箍筋进行加密，从而提高此处结构板的强度与刚度，保证其不会在地震发生时率先失延破坏而造成结构平面连接处断裂，结构整体分离成多个单体。

（3）针对如学校、幼儿园、图书馆、医院等重点设防部位的抗震设计，可采取减隔震设计处理。以教学楼为例，由于此类项目内隔墙布置相对较稳定且非高层建筑，可采取减震设计。在横墙处设置摩擦阻尼器，以提高结构延性，减轻地震作用，保障师生们的生命安全。

（4）针对目前施行装配式施工的抗震问题，应加强现浇部分节点抗震构造措施，以强节点的形式提升装配式结构抗震性能。此外，楼梯在不影响装配率的情况下应采取现浇，不计入楼梯间刚度时应使用滑动支座与主体脱开，既减少对主体刚度的削弱，又能保证地震发生情况下能使人安全逃生。

（5）针对抗震设计中的建筑材料选择的问题，以钢筋为例，可采用热轧螺纹抗震钢筋，成本造价提高不多，但钢筋与混凝土之间的连接性会大大加强。此外，参照新西兰的抗震理念，尽可能提高结构的“柔韧性”，内部填充材料应尽可能选择预制ALC墙板或加气砌块等轻质材料，最大限度地减少非主体构件受震时带来的破坏。

结语

建筑结构抗震设计是现今地震灾害频发背景下建筑设计中不容忽视的一环。无论是否是重点项目还是成本造价因素，建筑结构都应当重视并完善抗震设计。通过上述抗震设计的部分探讨，设计师们可以有效地科学地从整体概念上做好建筑结构抗震设计，增强结构的刚度和承载力，提高结构的安全性。与此同时，结构抗震设计理念应当与时俱进，设计思路应当不断更新，设计方法应当不断优化，在保证建筑使用要求的前提下提升建筑的品质，降低地震带来的不利影响。

参考文献

[1]吴振.建筑结构设计中的抗震设计理念分析[J].现代物业(中旬刊).2020,1:90.

[2]胡安吉.建筑结构抗震设计理念与方法分析[J].居舍,2020,2:93.

[3]赵振东.建筑结构设计中抗震设计分析[J].建材与装饰,2020,18:104+106.