1、建筑结构设计中抗震措施的分析摘要：随着我国经济的不断发展，人们的生活水平不断提高，人们对建筑的技术要求越来越高，尤其是近些年来，我国以及世界各地区的地震频发，更是让人们对它的关注度进一步加强。建筑结构的抗震设计能够保证建筑物的抗震能力，降低地震发生时的经济损失。但是，如何要在建筑结构的设计中提高抗震能力呢，需要我们来共同探讨制定相关的抗震措施。地震对建筑物的破坏程度，主要取决于结构侧移大小，如果结构变形能力不足以抵御地震输入能量对结构变形的要求，则会发生倒塌。本文主要探讨了在建筑结构设计中需注意的一些抗震措施。 关键词：建筑结构；抗震措施；设计规范； 中图分类号：TU318 文献标识码：A 1
2、、建筑结构的主要隔震措施 建筑物的抗震设计中，我们通常是对地基进行特殊处理，设置抗震装置，对建筑的上部结进行防震设计，在这里，我们对建筑设计中抗震的基本类型、主要措施结合具体实践经验进行研究，这几种措施通常是混合使用的，但是我们结合地震构造特点及建筑物本身结构，会有侧重的在关键部位设置隔震层，依据隔震层的位置不同我们把建筑物的隔震设计分为以下几种。 1.1 建筑物地基采用特殊材 料隔震建筑物基础隔震，主要是对建筑物的基础部分进行特殊处理，削弱地震时的地震波，从而减少地震对建筑物的损害。传统上是在建筑物的基础部分交替铺上粘土、砂子，直接设置粘土或砂子垫层。在中国建筑史上，曾经有人以糯米为原材料，
3、在建筑物的基础部分设 置垫层，减少地震对建筑物的损害。近年来，有关部门在这方面的研究已经取得了突破性进展，以沥青为原料研究出一种特殊材料，以此设置隔震层效果更好。 1.2 建筑物基础设置隔震装置减震 这一种隔震措施主要是在建筑物的基础与上部建筑之间设置特殊装置，减少地震向上传递，最高可减少地震对建筑物传递能量的 2/3，但是，这种措施的缺陷是不适用于高层建筑，因为在高层建筑设置这种装置会延长建筑结构自身的自振周期，起不到减小地震对建筑物损 害的目的。通常采用的办法有：摩擦滑移隔震、粘弹性隔震等几种，设置的装置有橡胶垫、混合隔震装置等。通过在基础结构和上部结构之间设置隔震层，其中隔震支座能够安定
4、持续地支撑建筑物重量，并且具有适当弹性恢复力，吸收地震输入能量。 1.3 建筑物层间隔震措施 层间隔震这种方法主要适用于旧房改建，在施工方面具有简单、易操作的特点。与建筑物基础部分设置隔震装置的办法相比，层间隔震的效果不是非常明显，减震的效果可以达到 0.20.3 的范围。这种方法主要是依靠设置在建筑结构各层间隔的减震装置吸收或者削弱地震能量，从而减小地震对建筑物的危害，设置的装置基本与基础隔震的相同。这也就是通过引入隔震装置来延长结构的周期，避开地震能量相对集中的频段，改变结构动力特性，并利用耗能装置来抑制结构的位移。 1.4 建筑物结构悬挂隔震 悬挂隔震是将建筑物的大部分或者整个结构悬挂起
5、来，也就是我们通常所说的悬挂结构，这样，当地震来临时，地震的能量不会传递给悬挂起来的结构，从而达到减小地震损害的目的。这种隔震方式最常见于大型钢结构，大型钢结构总是采用钢结构悬挂体系，以此隔震。大型钢结构一般分为主框架和子框架，在悬挂体系中，子框架通过索链或者吊杆悬挂于主框架上，当地震来临时，主框架会随着地壳运动发生摇摆，但是，子框架和主框架之间是能够活动的索链和吊杆，地震的能量到达这个部位的时候就会削弱，不至于传递到子结构产生惯性力。 1.5 建筑物走向设计抗震问题 地震是由于地壳的运动而引起的，与地质结构有非常重要的关系。在建筑物选址的时候，应该充分考虑当地地质条件，分析当地地震的震向，让
6、建筑物的走向与地震震向垂直，尽量避免两个走向平行。从汶川地震和玉树地震的实际情况来看，与地震震向平行的建筑物的倒 塌率更高，与之相反，与地震震向垂直的建筑物就不太容易倒塌。研究发现，与地震震向平行的建筑物，在地震发生时，随地震波运动的幅度更大，因此更容易倒塌。我们在建筑设计中有关抗震都是坚持了小震不塌、大震能修的原则，虽然设计方面在抗震方面也采取了很多措施，但是，由于各种原因，还是不可避免的出现了在地震中因为建筑结构方面的问题而给人们带来巨大损失，建筑物走向设计抗震问题也是建筑物修建不容忽视的一面。 2、我国建筑设计的现状 近年来我国建筑层数和建筑高度增加，利用结构空间作用，又发展了框架，简体
7、结构、简中简结构、多简结构和巨型结构等多种结构体系。高层建筑结构的承载能力、侧移刚度、抗震性能、材料用量和造价高低，与其采用结构体系有着密切关系。不同结构体系，适用于不同层数、高度和功能的建筑。在高层结构设计中，水平力是控制的因素，在地震区水平力是高层建筑结构设计的决定因素。剪力墙结构刚度大、周期短、地震作用大，在设计中应注意调整结构刚度。近年来出现了一系列新的结构体系，其中有巨型框架结构、巨型桁架结构、 悬挂和悬挑结构。目前采用这些结构体系的工程尚较少，对于这些结构的研究也不够深入、成熟尚不能普遍推广于设计与施工中。 2.1 高层建筑设计的特点。在相同的建设场地中，建造高层建筑可以获得更多的
8、建筑面积，建筑结构要抵抗竖向荷载和水平荷载，在低层和多层结构设计中，往往是以重力为代表的竖向荷载起控制作用，对于高层结构的设计，尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要作用，但起控制作用的是水平荷载。因此，在高层建筑结构设计中，抗侧力的设计是关键，水平荷载是决定因素。对于一定高度的建筑物，作为其水平荷载的风荷载和地震作用将随结构动力特性的不同而有显著的变化。 2.2 抗震设计要求更高。在高层建筑结构的抗震设防设计时，要考虑正常使用时的竖向荷载、风荷载，还必须使建筑结构具有良好的抗震性能，做到小震不坏、中震可修、大震不倒。计算结构的延性是困难的，结构或构件的延性是通过一系列的构造措施实现的。在高层建筑设
9、计中，为使结构具有良好的延性，构件要有足够大的截面尺寸，柱的轴压比、梁和剪力墙的剪压比、构件的配筋率都要适宜，应遵照规范、规程的要求。此外，高层结构中的剪力墙的截面也往往很大。因此，剪切变形的影响不可忽略。 2.3 防震措施中减轻高层建筑自重比多层建筑更重要减轻高层建筑的自重比多层建筑更有意义。从地基承载力或桩基承载力考虑，如果在同样的地基或桩基情况下，减轻房屋自重意味着在不增加基础的造价和处理措施的前提下，可以多建层数，这在软弱土层上可能具有突出的经济效益。地震效应与建筑的自重成正比，减轻房屋自重是提高结构抗震能力的有效办法。高层建筑的质量大了，不仅作用于结构上的地层剪力大，还由于重心高、地
10、震作用倾覆力矩大对竖向构件产生很大的附加轴力，也造成很大的附加弯矩。 3、我国建筑设计技术不完善 3.1 传统的建筑抗震设计 传统的建筑抗震设计只能保证结构本身具有足够的强度、刚度和延性。 （1）没有塑性变形能力的结构遭受大地震时，容易发生脆性破坏，造成人员伤亡。 （2）有一定柔性的结构可以保证人身安全，但发生震灾后也会造成结构物倾斜，以致地震后不能维持其功能。更重要的并不是提高结构的强度就能解决问题的，结构强度大时，结构内部的加速度反应相应随之增大，引起倾覆、重要机器的破损等。而我们的建筑防震主要 还是停留在增加其结构强度上。因此，在建筑设计防震部门应从长远利益出发，依据当地的地理环境，地形
11、等将结合，把建筑物与地面隔离开，即使地面出现振动，建筑物也不会受影响。 3.2 我国建筑材料方面的差异 中国目前使用的基本都是传统材料中的钢筋混凝土材料、砖混材料。在坟川地震中，大量砖混结构发生整体倒塌，甚至是粉碎性倒塌，造成了惨重的人员损失。日本在大量使用传统建筑材料的同时，也在积极开发新的建筑材料，据传统材料中，日本防震建筑大多采用木材、 钢材、钢筋混泥土等材料。而钢筋混土材料是当今中日两国都大量采用的建筑材料，因为钢筋抗拉性能好，混凝土的抗压性能好，钢筋混凝土材料将两者结合起来，使它们的力学性能得到合理的应用。但是同时也是地震灾害的罪魁祸首。在我国地震带地区，今后可以广泛设 计推广免震建
12、筑，并且不断开发利用新型的建筑材料。 4、结语 建筑物的抗震问题是目前建筑结构设计界讨论比较多的话题之一，也是涉及到人类生命财产安全的重要问题，因此，我们在对建筑物进行结构设计的时候，必须把建筑物的抗震问题放到非常重要的位置，并采取适当的措施，尽量避免地震对建筑物的损坏。我国目前的抗震 烈度定得偏低，为增强我国建筑的抗震能力，首先要提高建筑抗震设防标准，将每个城市的建筑抗震设防烈度水平，并在此基础上进一步推广运用抗震技术，要求更多的城市建筑按照抗震设防标准进行设计和建造。 参考文献： 1吴晓琳.浅析高层建筑结构设计与特点J.中国高新技术企业，2009（11） 2郑建杨.建筑物结构抗震若干问题探讨J.科技风，2010（6） ：33-40.
