分析建筑結構中的抗震設計

摘 要：隨著高層建筑的迅速發展，建筑高度不斷增加，高層建筑的結構設計也成為結構工程師設計工作的主要重點和難點。其抗震設計變得尤為重要，建筑結構的抗震設計是一個完整、系統的概念，從場址的選擇到建筑物的結構設計，抗震設計貫穿了整個過程。建筑物的抗震設計是衡量建筑結構設計是否符合要求的重要指標。因此如何準確、合理的運用不同的抗震設計方法，是非常重要的，對于不同的建筑、不同的情況應區別對待，從而尋求最合理的抗震設計。

關鍵詞：抗震；設計

1 前言

有關建筑工程的抗震設計已經引起了世界各地的高度認識，它對人們的生產生活有著重要的影響。在建筑設計的過程中，設計人員要重視抗震方面的問題并采取有效的措施來降低地震對建筑的破壞，進而保障人們的切身利益。

2 抗震設計在建筑結構設計中的重要性

2.1 充分保護生命財產安全

房屋建筑的使用對象一般來說都是為人們的生活提供一個固定的場所，它最實用的功能就是解決人們衣食住行中住的問題，如何評判一個好的房屋建筑首先就是其實用性，其次就是美觀程度。在如今的時代大背景下，人們對自然災害的防護意識并不高，在建筑行業中，有些建造商利欲熏心，為了獲得更高的利益在建筑過程中偷工減料，導致房屋的抗震性能不高。另一方面就是長期以來，人們對抗震意識的匱乏導致抗震設計技術不能得到進步和發展，因為人們沒有這方面的需求，在技術方面也很難取得長遠的突破。

2.2 促進建筑結構設計理念的創新和進步

眾所周知，2008年的四川汶川地震給當地人們帶來的巨大的損失，不管從物質上還是從精神上，這種國家的創傷使我們永久的銘記，在汶川大地震發生的時候除了震級較大的原因導致損失十分嚴重之外，還有另一方面的原因需要引起人們的重視，那就是在地震之前，在房屋建筑設計中對抗震設計的考慮較少，大多數的房屋都是這樣，沒有先進的設計理念，房屋的抗震性能較差。在汶川地震以后，房屋的抗震設計得到了有關部門的重視，人們開始著力研究如何使房屋的抗震性能變得更好。

3 抗震設計的基本原則

為了使建筑物達到抗震的效果，在對建筑工程進行設計的過程中首先要考慮建筑物的整體結構，然后注意某一結構在地震情況下的整體反應，隨后對其進行分析，通過分析計算、材料的選擇和方案的規劃來進一步的提高建筑工程的抗震效果。在地震發生的過程中，盡量的避免建筑物因薄弱部分而引起的一定程度的破壞。在建筑設計的國政中要遵循以下幾點原則。

3.1 對建筑結構進行整體的規劃

設計人員在進行建筑設計的過程中要綜合規劃抗側力的結構，進而保證建筑設計的均勻、對稱和規整。在進行實際設計的過程中，設計人員要將規則的圖形或者是對稱的圖形作為構造形式并在此基礎上調整調整建筑結構的整體性，進一步的實現慣性力的聚集和傳遞，將地震過程中的破壞力分開，以此來保證建筑物在地震過程中的安全。

3.2 保證建筑物的結構剛度

在對建筑物進行設計的過程中，要考慮地震作用力的雙向性，進而保證建筑物能夠從各個方向對作用力進行抵抗。設計者還要將主軸方向上的剛度控制在合理的范圍。另外，結構剛度方面的設計還要能夠防止建筑物的過度變形，進而避免地震作用力下的整體結構變形較大，造成建筑破壞，導致人員傷亡和財務損失。

3.3 抗震防線的設置

建筑工程的結構體系包括很多的結構分體，這些結構分體進行協調合作，進而降低地震對建筑物的影響。有些地震在發生之后還伴隨著很多次的余震，并且余震的級別不一，所以設計人員要設計多道抗震的防線，以此來保證建筑物盡量不受余震的影響?？拐鸬姆谰€要通過有效的方式安置在結構在內外部，設計人員還要盡最大努力來處理結構剛和柔的關系，進而提高建筑物抵抗地震的能力。

4 建筑結構設計中的抗震設計策略

4.1 建筑場地

（1）應選擇對建筑抗震有利的地段，如開闊平坦的堅硬場地土或密實均勻的中硬場地土等地段。

（2）應避開對建筑抗震不利的地段，如軟弱場地土，易液化土，條件突出的山嘴，高聳孤立的山丘，非巖質陡坡、采空區、河岸和邊坡邊緣，場地土在平面分布上的成因、巖性、狀態明顯不均勻（如故河道、斷層破碎帶、暗埋的塘濱溝谷及半填半挖地基等）等地段。當無法避開時，應采取有效的抗震措施。

（3）不應在危險地段造建甲、乙、丙類建筑，對建筑抗震危險地段，一般是指地震的可能發生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等地段，發震斷裂帶上地震等可能發生地表錯位地段。建筑場地為Ⅰ類時，甲、乙類建筑可按本地區抗震設防烈度的要求采取抗震構造措施；丙類建筑允許按本地區抗震設防烈度降低一度的要求采取抗震構造措施，但抗震設防烈度為6度時，可按本地區抗震設防烈度的要求采取抗震構造措施。另外，場地土的剛度大小和場地土覆蓋層厚度是影響建筑物震害得主要因素。震害調查表明，土質越軟，覆蓋層越厚，建筑物震害越嚴重，反之越輕。

4.2 選擇有利于抗震的建筑平面和立面布置

（1）建筑的體型要簡單，平立面布置宜規則。體型簡單和規則的建筑，受力性能明確，設計時容易分析結構在地震作用下的實際反應及其內力分析，且結構細部的構造也易于處理。所以這類結構遭遇地震后其震害相對都較輕。反之，建筑體型不規則，平面上曲出凹進，立面上高低錯落。易于形成剛度和強度上的突變，引起應力集中或變形集中，也容易形成薄弱環節，往往造成比較嚴重的危害。

（2）建筑的平、立面剛度和質量分布力求對稱。建筑的剛度和質量分布不對稱、即使在地面平動分量作用下也會發生扭轉振動，從而造成比較嚴重的危害。所以，建筑或其獨立單元應力應求剛度、質量的對稱，使其質心與剛心重合或偏心很小。

（3）建筑的質量和剛度變化要均勻。建筑的質量和剛度沿豎向分布往往是不均勻的、例如，由于建筑的豎向收進，地震時收進處上、下部分振動特性不同，易于在收進處的橫隔層（樓板）產生應力突變，使豎向收進的凹角處產生應力集中；又如，在建筑物底層設置上下不連續的抗震墻（如底層框支抗震墻）、使建筑物沿豎向的不均勻性；框架的填充墻在層高范圍內未連續設置或存在樓層的錯層，使框架形成短柱。也易于造成危害。設計時對上述質量和剛度沿豎向分布不連續的情況應加以限制、采取必要的構造措施。

（4）必要時設置防震縫。防震縫的設置，應根據建筑類型、結構體系和建筑體型等具體情況區別對待，不提倡一切都設，也不主張都不設?？拐鹨幏兜脑瓌t是，建筑防震縫的設置，可按結構的實際需要考慮。體型復雜的建筑不設防震縫時，應選擇符合實際的結構計算模型，進行精細的抗震分析，估計其局部應力和變形集中及扭轉影響、判別其易損部位、采取措施提高抗震能力。當設置防震縫時，應將建筑分成規則的結構單元，防震縫應根據烈度、場地類別、房屋類型等留有足夠的寬度，其兩側的上部結構應完全分開。

5 結束語

建筑結構的抗震設計對于建筑整體的應用性能具有較大的影響，所以在建筑結構設計時應在建筑場地選擇到建筑結構設計的整個過程中，使抗震設計符合相應的要求。建筑結構的防震設計是保證建筑物穩定的基礎，也是對人們生命及財產安全的有效保障。

參考文獻：

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