淺論建筑物結構抗震概念設計

尹波

摘 要：地震的發(fā)生會給人們的財產以及生命安全造成非常大的威脅，回顧以往地震發(fā)生的過程，可以得出造成人員傷亡的主要原因并不是地震本身，而是因為地震倒塌的建筑物。若要減少地震所帶來的傷亡就必須要解決建筑物在地震中倒塌的問題。本文對抗震概念進行分析，從而達到對建筑物抗震結構的設計。

關鍵詞：建筑物結構；抗震概念設計；應用

建筑設計和施工的重點一直都是建筑抗震結構的建設，對建筑進行抗震設計的前提就是運用抗震的原則和概念。地震發(fā)生的時間是無法預知的，地震的發(fā)生會帶來人員傷亡以及財產損失，因此只有在建造建筑時，提高建筑的抗震能力，避免因為地震導致人員傷亡過多。如此一來，就要求設計人員將抗震理念以及地震防護措施有效的結合起來。

1 對建筑物進行抗震結構設計的重要性

地震中，建筑物的破壞和倒塌可以分成兩個類別，一個是因為結構本身的振動而引起的，另一個是因為地基失效。

因為破壞了承重力的的豎向結構，致使整個建筑很容易倒塌，有的結構雖然承重結構受到破壞，但是它有較好的拉結和約束，所以就能避免建筑物的倒塌。地基的失效土層常常有粉土、軟粘土以及飽和沙土等，地基液化會讓建筑物傾斜、沉降不均勻，也會導致建筑物嚴重開裂。除此以外，土體滑動也會破壞地基。

建筑供人們使用的前提就是要保證建筑物本身的安全，因此對建筑物進行抗震設計十分有必要。為了保證人身財產安全，建筑物在建造前期就要做好各個方面的抗震工作。

2 抗震概念的設計原則

在施工前，對建筑工程的結構要進行設計，而對建筑結構的設計主要是概念設計和計算設計，計算設計指的是對建筑結構的模型及受力狀態(tài)，根據相關的計算規(guī)范和理論進行設計，在用計算設計這種方法時，建筑物的受力狀態(tài)、結構等都可以做出假設，通過計算得出結果，但是這種計算方法并不適合對建筑物進行抗震結構的設計。因為地震發(fā)生的時間是無法預知的，地震發(fā)生時所造成的建筑物結構變化也是無法假設的，更不能進行計算，所以必須要將建筑物概念設計考慮到抗震設計之中，將概念設計和計算設計結合起來，促進建筑結構抗震能力的提高，減少因為地震而造成的人員傷亡和財產損失。在抗震設計中，要遵循以下幾點原理：

2.1 對地基進行合理的設計

建筑物的基礎結構是地基，它的作用是保證建筑物的穩(wěn)定性。對地基進行設計時，要結合施工場地的實際來設計，對施工現場的水文環(huán)境、地質條件以及建筑工程的地基荷載力、結構類型等因素進行分析，從而將建筑結構的抗震作用發(fā)揮出來。

2.2 對建筑的平面、立面結構進行優(yōu)化

建筑抗震概念設計中，建筑立面結構和平面結構的設計十分重要，因此要對平面、立面結構進行優(yōu)化，在優(yōu)化時要注意以下幾點：

（1）因為地震的發(fā)生會影響到建筑物，所以對建筑物的各個結構受力體系要十分明確。

（2）在對建筑結構進行設計時，要保證其對稱性且均勻的進行高度變化，以免出現樓層錯層的情況。

在實際設計時，建筑結構可能會受到地理環(huán)境的影響，使得建筑的結構設計得不規(guī)則，當這樣的情況出現時，設計者必須對地震產生的作用進行仔細的研究、分析、計算，然后對建筑物各個部位的扭轉反應和應力進行估算，最后根據計算結構做好防震工作。

2.3 構件之間的連接要可靠

建筑結構若是想擁有良好的抗震性能就必須保證建筑中各個構件之間的穩(wěn)定和牢固。因此，在對構件進行安裝時，要注意以下幾點：

（1）構件本身的承載能力和它連接的構件承載力必須是相同的。

（2）預埋件的錨固承載能力和與它相連接的構件承載能力是一樣的。

（3）每個構件之間的連接要可靠牢固，并且每個構件都要具備一定的變形能力和剛度。

2.4 盡可能多地設置防線

因為地震有一定的持續(xù)時間，且可能會反復作用，所以對構件的強弱關系要適當的進行處理，使之形成多道防線，從而增強建筑結構的抗震能力。

第一道防線指的是全部結構，部分結構有可能會屈服，所以需要具有良好的延性，適當選擇少負擔或者不負擔重力荷載的填充墻或者豎向支撐，也可以選擇軸壓相對較小的框架柱作為第一道防線。

第二道防線必須要具備一定的承載力和抗側剛度，其組成是部分結構。在第一道防線中，有些結構受到損害后，第二道防線就可以形成獨立結構，從而抵抗已經降低的地震強度。

因為地震是反復作用的，如果只有一道防線，那么破壞就會集中在一部分構件中，而這些構件因為積累了損傷就會倒塌，因此要對容易毀壞的結構根據第二道防線的結構對其抗震進行驗算。第二道防線也需要具備延性。

3 抗震概念設計的應用

3.1 在對建筑抗震結構設計時要注意建筑結構的規(guī)則性

根據以往的建筑結構來看，建筑結構規(guī)則性對抗震能力有著十分大的影響。在有一年中，某個地方發(fā)生了地震，在這個地方有兩棟離得很近的高層建筑，一個高層建筑是中央銀行大廈，還有一棟是十八層高的美洲銀行大廈。在當時，那個地方的地震強度為8度，地震發(fā)生后，這兩棟大廈受地震影響的后果完全不同，一棟是完全破壞而導致無法使用，地震后就被拆除了；而另一棟只是受到輕微的破壞，稍微修整又可以使用。這兩棟建筑在地震后的情況得到了不少人的關注，經過專業(yè)人士的研究和分析發(fā)現，地震中破壞十分輕微的建筑在平、立、剖等方面都具有規(guī)則性和對稱性，這棟建筑物的剛度、質量分布、材料強度等都十分的均勻和連續(xù)，而另一棟破壞十分嚴重的大廈則完全相反。因此為了讓建筑結構具有抗震能力就要重視建筑結構的規(guī)則性。

3.2 對結構體系要合理的選擇

抗震設計要考慮的關鍵問題就是抗震結構體系，建筑是否安全和經濟取決于結構方案是否合理。

（1）在對建筑結構體系進行合理選擇時，要考慮到地震作用有合理的傳遞途徑以及計算簡圖要十分明確，除此以外，受力以及傳力路線等都要符合抗震分析。

（2）在選擇建筑結構體系時，要考慮到贅余度功能和內力重分配功能，這兩個功能是進行抗震概念設計時的重要原則。

3.3 結構構件的延性要得到提高

對各個構件延性水平的提高是抗震概念設計在建筑結構設計中應用的關鍵問題?？拐鸫胧┲饕校翰捎秘Q向和水平向的混凝土構件，從而對砌體結構加強約束。這樣一來，配筋砌體在地震中產生裂縫后也不會倒塌，讓建筑物在地震中不會完全喪失重力荷載的承載能力。

4 結束語

近幾年來，因為我國地震災害頻繁，因此建筑結構抗震設計是目前我國建筑行業(yè)發(fā)展的重要內容。建筑設計人員在設計過程中，對于抗震概念要十分熟悉且能夠靈活運用，除了要把握好設計的原則之外，對其他因素也要進行考慮，從而保證設計的嚴謹性和科學性。只有抗震設計符合原則和要求，才能達到抗震的目的，才能減少地震導致的人員傷亡和財產損失。

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