1、浅析建筑结构设计中的抗震设计摘要：本文首先分析了影响建筑抗震的因素及抗震设计中存在的问题，然后阐述了提高建筑结构抗震能力的措施。 关键词：建筑；结构设计；抗震设计 中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号： 1 影响建筑抗震的因素 1.1 建筑抗震取决于所选取建筑结构形式 为实现“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震目标，新版建筑抗震设计规范中取消了砖混内框架结构，提高了砖混结构建筑的设计要求。目前普遍使用的框架剪力墙结构、剪力墙结构、框架结构三种结构形式中，框架剪力墙结构的抗震性能最为突出，剪力墙次之。单纯的框架结构造价虽然抗震性能不如前两种，但其造价较低，施工技术成熟，是目前最为常见
2、的结构形式。根据建筑当地的实际情况，结合建筑的使用功能，选取合适的结构形式，对于建筑抗震意义重大。 1.2 建筑抗震取决于适宜的抗震措施 在场地类型不同的情况下，抗震措施主要由建筑的不同等级决定。在确定建筑等级及场地类型之后，将先进的抗震理念和系统的分析计算纳入到抗震措施设计中，即可改善建筑抗震设计，提高建筑抗震效果。 1.3 影响房屋建筑抗震性能的因素 房屋建筑抗震性能取决于场地选择、施工质量等其他因素。建筑工程场地选择不当等造成施工质量下降，这些因素都可能对建筑结构的抗震性能造成重要影响。选择建好的工程场地、加强施工质量监督，对于提高建筑抗震性能是十分必要的。 2 现有抗震设计中的不足 我
3、国的抗震设计思路是在借鉴其他国家抗震成果的基础上，结合我国实际逐步确立并完善的。其中有符合现代抗震设计理念的创新部分，但是也有考虑欠妥的地方，需要我们今后加以完善。 2.1 我国抗震规范在确定抗震关系上存在误区 国外在划定抗震的延性要求等级时，多结合当地实际情况，利用不同的地震作用降低系数来确定抗震延性，即“小震”取值越高，延性要求越低，反之亦然。与此同时，有些地区还结合了高烈度区使用高延性、低烈度区使用低延性的抗震设计理念。这两种抗震设计都与实际需要的抗震效果是一致的。而我国将地震作用降低系数统一取值，并且将小震定义为一个固定的统计数字。这样对于抗震延性而言，其性能就是由抗震等级来决定，这就
4、造成同一个数值对应不同抗震效果，也就间接造成低烈度区建筑结构延性要求无法满足实际建筑抗震需要。 2.2 我国规定的“小震不坏，中震可修，大震不倒”抗震设防目标也有待商榷 该设防目标并不完全适用甲、乙、丙三类重要性不同的建筑。一栋建筑在大震下能否不倒，已经不是看其承载力的大小，而是看它的延性是否能够到达设计要求。而实际上，我国规范对甲、乙、丙三类建筑的要求就存在概念性矛盾。我国规范要求，与国外规范相比较，对乙类和丙类建筑的是比较合理，而对于甲类建筑则过于偏松，对丁类建筑过于严格了。 3 提高建筑结构抗震能力的措施 3.1 设计方案的选择 为实现建筑结构的抗震效果，在对建筑物进行结构抗震设计(不考
5、虑工程造价)时，设计方案应以体形简单、规则、平面对称为主，建筑结构应以框架剪力墙结构和剪力墙结构为主。这些设计可以尽量减少由于各类荷载引起不必要内力的出现，避免由于结构不均匀的设计理念造成抗侧向力的体系刚度过大、承载能力变化频率过快等现象的出现。 3.2 选择有利的施工场地 应在充足的勘测数据基础上，结合周围地区的地形地貌、地质状况，选择最为有利于的施工场地，避开地质灾害的地方。 3.3 确保主体结构与其他构件之间连接可靠 在进行建筑结构设计时，需确保主体结构与其他构件之间连接可靠、传力途径明确、截面形式合理。为达到这个目的，设计者就必须对建筑内部所有出现的连接情况进行合理设计。这并不会增加设
6、计的难度，却能尽可能地减小震害出现时带来的损失。 3.4 提高抗震性能薄弱结构构件的抗震性能 由于在强烈的地震条件下，结构构件是不存在安全储备的，因此往往判断构件抗震性能是否薄弱的基础就是抗震构件的实际的承受荷载的能力；当楼层部位的实际的承载能力与在进行建筑设计时所设计的弹性受力的比值有突变时，便会导致塑性变形的集中，从而减弱楼层部位的抗震性能，因此这个比值必须是均匀的；应注意建筑抗震结构个部位的抗震性能的协调，避免结构局部抗震性能的加强；在进行建筑结构的抗震设计时，应有意识的控制控制抗震性能较为薄弱的部位，在不产生位移的情况下具有足够的抗变形能力，这也是提高薄弱部位抗震性能的有效的措施。 3
7、.5 做好建筑结构消能减震与隔震设计 传统的结构抗震是通过增强结构本身的抗震性能来抵御地震作用，是被动消极的抗震对策。而消能减震隔震设计是指在结构体系中设置隔震层以隔离地震能量，或在抗侧力结构中设置消能器吸收地震能量，从而达到减轻震害的目的，是积极主动的抗震对策。我国已经在建筑抗震设计规范中纳入了隔震与消耗减震的内容，并制定了建筑隔震橡胶支座标准 、 夹层橡胶垫隔震技术规程 。但由于它是一种新型的结构体系，且隔震层以上结构部分的使用要求高于非隔震建筑，因此，在目前的设计中应用较少。其主要原理为：在房屋底部设置橡胶隔震支座和阻尼器等，以延长构件的自振周期、增大阻尼，或在结构中设置消能装置，通过局
8、部变形提供附加阻尼，消耗地震能力，而达到保护上部结构的目的。 3.6 加强抗震构造措施的设置 抗震构造措施在结构设计中具有非常重要的作用，构造设置是否合理，直接影响到结构防震的效果，由于上部主体结构类型不同，构造措施也不尽相同，以下列出常见结构类型所需采取的一般构造措施。砖混结构房屋中设置沿楼板标高的水平圈梁，加强了内外墙的连接，增强房屋的整体性。圈梁能够有效地约束预制板的散落，使砖墙出平面倒塌的可能性降低；另外，圈梁作为边缘构件，可以提高楼、屋盖的水平刚度。在地震作用下限制了墙体斜裂缝的开度与延伸，减轻了不均匀沉降对房屋的影响。并且构造柱设置合理，可以起到增强房屋整体性、改善结构脆性和增加延
9、性的作用。每间设置构造柱的墙体，可以大大提高变形能力，即使墙体开裂以后，还可以利用其塑性变形和滑移、摩擦，来消耗地震能量。但是，设置圈梁和构造柱后，多层砖混房屋的抗裂能力并没有多大的改善，难于保证砖混结构房屋实现“小震”不坏的目标，设计中应该加以注意。 3.7 保证钢筋混凝土结构的抗震 “高延性”是我国对钢筋混凝土结构抗震设计提出的设计目标，即在较大的塑性变形状态下仍保持其竖向荷载和抗水平力的能力。为实现该要求，在进行建筑结构抗震式设计时主要选取“梁铰机构” ，采取“强柱弱梁” 、 “强剪弱弯”等设计方法，并通过提高构件的承担各类荷载引起的内力及有效控制结构的水平力等能力，避免发生由于剪切力过
10、大造成的构件损坏。该设计可以保证建筑具有一个相对稳定的塑性耗能整体和相对较大的塑性耗能能力。为实现结构抗震延性的设计要求，就要严格遵循:(1)控制好受拉钢筋的配筋率，即需要控制好最大配筋率和最小配筋率。(2)保证箍筋用量，用法，以实现箍筋抗剪、保证纵筋不过早局部失稳的设计目标。(3)增加梁内有受压钢筋保护措施，以分担其所受剪力，减小对整体结构造成的危害。 4 结束语 总而言之，随着高层建筑的迅速发展，建筑高度不断增加，高层建筑的结构设计也成为结构工程师设计工作的主要重点和难点。其抗震设计变得尤为重要，建筑结构的抗震设计是一个完整、系统的概念，从场址的选择到建筑物的结构设计，抗震设计贯穿了整个过程。建筑物的抗震设计是衡量建筑结构设计是否符合要求的重要指标。因此如何准确、合理的运用不同的抗震设计方法，是非常重要的，对于不同的建筑、不同的情况应区别对待，从而寻求最合理的抗震设计。 参考文献： 1吴智，李贵男，段壮志民房建筑结构抗震能力分析与抗震措施探讨J 山西建筑，2009(10) 2吴智，李贵男，段壮志民房建筑结构抗震能力分析与抗震措施探讨J 山西建筑，2009(10).
