1、浅析建筑结构抗震设计摘要：本文以多层和高层钢筋混凝土房屋为例综述了我国建筑结构的抗震设计的概念、规定、构造措施、设计要求方面论述了建筑结构设计中概念设计的内容。 关键词：建筑结构；抗震设计 中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号： 随着建筑结构抗震相关理论研究的不断发展，结构抗震设计思路也经历了一系列的变化。最初，在未考虑结构弹性动力特征，也无详细的地震作用记录统计资料的条件下，经验性的取一个地震水平作用用于结构设计。结构抗震设计思路经历了从弹性到非线性，从基于经验到基于非线性理论，从单纯保证结构承载能力的“抗”到允许结构屈服，并赋予结构一定的非弹性变形性能力的“耗”的一系列转变。
2、1 抗震设计的若干概念 为了保证结构的抗震安全，根据具体情况，结构单元之间应遵守牢固连接或有效分离的方法。高层建筑的结构单元宜采取加强连接的方法。尽可能设置多道抗震防线，强烈地震之后往往伴随多次余震，如只有一道防线，在首次破坏后在遭受余震，结构将会因损伤积累而导致倒塌。适当处理结构构件的强弱关系，使其在强震作用下形成多道防线，并考虑某一防线被突破后，引起内力重分布的影响，是提高结构抗震性能，避免大震倒塌的有效措施。合理布置抗侧力构件，减少地震作用下的扭转效应。结构刚度、承载力沿房屋高度宜均匀、连续分布、避免造成结构的软弱或薄弱部位。 结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性及耗能等方面的
3、性能。主要耗能构件应有较高的延性和适当的刚度，承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。合理控制结构的非弹性(塑性铰区)，掌握结构的屈服过程，实现合理的屈服机制。框架抗震设计应遵守“强柱、弱梁、结点更强”的原则，当构件屈服、刚度退化时，结点应能保持承载力和刚度不变。采取有效措施，防止钢筋滑移、混凝土过早的剪切破坏和压碎等脆性破坏。考虑上部结构嵌固于基础结构或地下室结构之上时，基础结构或地下室机构应保持弹性工作。高层建筑的地基主要受力范围内存在较厚的软弱黏性土层时，不宜采用天然地基。采用天然地基的高层建筑应考虑地震作用下地基变形对上部结构的影响。 为了充分发挥各构件的抗震能力，确保结构的整体性
4、，在设计的过程中应遵循以下原则：结构应具有连续性。结构的连续性是使结构在地震作用时能够保持整体的重要手段之一。保证构件间的可靠连接。提高建筑物的抗震性能，保证各个构件充分发挥承载力，关键的是加强构件间的连接，使之能满足传递地震力时的强度要求和适应地震时大变形的延性要求。增强房屋的竖向刚度。在设计时，应使结构沿纵、横2 个方向具有足够的整体竖向刚度，并使房屋基础具有较强的整体性，以抵抗地震时可能发生的地基不均匀沉降及地面裂隙穿过房屋时所造成的危害。 2 抗震设计一般规定 2.1 多层和高层现浇钢筋混凝土房屋的结构类型和适用的最大高度应符合要求。平面和竖向均不规则的结构或建造于类场地的结构，适用的
5、最大高度应适当降低。合相应的计算和构造措施要求。 2.2 钢筋混凝土房屋应根据烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算措施要求。 2.3 钢筋混凝土房屋抗震等级的确定，尚应符合下列要求： 框架抗震墙结构，在基本振型地震作用下，若框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的 50，其框架部分的抗震等级应按框架结构确定，最大适用高度可比框架结构适当增加；裙房与主楼相连，除应按裙房本身确定外，不应低于主楼的抗震等级；主楼结构在裙房顶层及相邻上下各一层应适当加强抗震构造措施。裙房与主楼分离时，应按裙房本身确定抗震等级；当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下一层的抗震等级
6、应与上部结构相同，地下一层以下的抗震等级可根据具体情况采用三级或更低等级。地下室中无上部结构的部分，可根据具体情况采用三级或更低等级；抗震设防类别为甲、乙、丁类的建筑应结合有关抗震设防标准的规定和确定抗震等级；其中，8 度乙类建筑高度超过规定的范围时应经专门研究采取比一级更有效的抗震措施。 2.4 高层钢筋混凝土房屋宜避免采用规定的不规则建筑结构方案，不设防震缝。 3 框架抗震墙结构抗震构造措施 3.1 抗震墙的厚度不应小于 160mm 且不应小于层高的 l20，底部加强部位的抗震墙厚度不应小于 200mm 且不应小于层高的 116，抗震墙的周遍应设置梁(或暗梁)和端柱组成的边框；端柱截面宜与
7、同层框架柱相同，并应满足对框架柱的要求；抗震墙底部加强部位的端柱和紧靠抗震墙洞口的端柱宜按柱箍筋加密区的要求沿全高加密箍筋。 3.2 抗震墙的竖向和横向分布钢筋，配筋率均不应小于 0.25，并应双排布置，拉筋， 间距不应大于 600mm，直径不应小于 6mm。 4 板柱抗震墙结构抗震设计要求 房屋的周边和楼、电梯洞口周边应采用有梁框架 8 度时宜采用有托板或柱帽的板柱结点，托板或柱帽根部的厚度(包括板厚)不宜小于柱纵筋直径的 16 倍。托板或柱帽的边长不宜小于 4 倍板厚及柱截面相应边长之和；房屋的屋盖和地下一层顶板，宜采用梁板结构；板柱抗震墙结构的抗震墙，应承担结构的全部地震作用，各层板柱部
8、分应满足计算要求，并应能承担不少于各层全部地震作用的 20；板柱结构在地震作用下按等代平面框架分析时，其等代梁的宽度宜采用垂直于等代平面框架方向柱距的 50；无柱帽平板宜在柱上板带中设构造暗梁，暗梁宽度可取柱宽及柱两侧各不大于 1.5 倍板厚。暗梁支座上部钢筋面积应不小于柱上板带钢筋面积的 50，暗梁下部钢筋不宜少于上部钢筋的 12；无柱帽柱上板带的板底钢筋，宜在距柱面为 2 倍纵筋锚固长度以外搭接，钢筋端部宜有垂直于板面的弯钩。 5 筒体结构抗震设计要求 5.1 框架核心筒结构应符合下列要求：核心筒与框架之间的楼板宜采用梁板体系；低于 9 度采用加强层时，加强层的大梁或桁架与周边框架柱的连接
9、宜采用铰接或半刚性连接；结构整体分析应计人加强层变形的影响；9 度时不应采用加强层；在施工程序及连接构造上，应采取措施减小结构竖向温度变形及轴向压缩对加强层的影响。 5.2 框架-核心筒结构的核心筒、筒中筒结构的内筒，其抗震墙应符合对抗震墙的有关规定，且抗震墙的厚度、竖向和横向分布钢筋应符合相关的规定；筒体底部加强部位及相邻上一层不应改变墙体厚度。一、二级筒体角部的边缘构件应按下列要求加强：底部加强部位，约束边缘构件沿墙肢的长度应取墙肢截面高度的 14，且约束边缘构件范围内应全部采用箍筋；底部加强部位以上的全高范围内宜的转角墙设置约束边缘构件，约束边缘构件沿墙肢的长度仍取墙肢截面高度的 14。
10、 5.3 内筒的门洞不宜靠近转角。 5.4 楼层梁不宜集中支承在内筒或核心筒的转角处，也不宜支承在洞口连梁上；内筒和核心筒支承楼层梁的位置宜设暗梁。 5.5 一、二级核心筒和内筒中跨高比不大于 2 的连梁；当梁截面宽度不小于 400mm 时，宜采用交叉暗柱配筋；全部剪力应由暗柱承担，并按框架梁构造要求设置普通箍筋；当梁截面宽度小于 400mm 且不小于200mm 时，除普通箍筋外，宜另加设交叉的构造钢筋。 6 结束语 建筑物本身又是一个庞大复杂的系统，在遭受地震作用后其破坏机理和破坏过程十分复杂。且在结构分析方面，由于未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素，也存在着不确定性。因此，建筑结构抗震设计就显得尤为重要。 参考文献： 1 王强.建筑物的结构设计M.上海：上海科学技术出版社，2006. 2 中国建筑科学研究院.混凝土实用手册M.北京：中国建工出版社.2007.
