建筑结构抗震设计方法浅析

建筑结构抗震设计方法浅析

聂懿 杨怀宁 曹南

中国水产科学研究院渔业工程研究所 北京 100141

摘要：近年来，地震灾害更加频繁，严重威胁着人们的生命和财产安全,增加了房屋破坏和人员伤亡的数量，建筑结构工程抗震设计的作用愈加凸显。对此，文章在说明地震对人类影响的基础之上，简要概括建筑结构设计中设计理念，介绍建筑结构设计中抗震设计的基本原则，以及我国现阶段建筑结构抗震性能设计中保证建筑结构抗震性能的基本措施，以供参考。

关键词：建筑结构；抗震设计

引言

为了适应我国建筑行业的发展需求，提高建筑工程的安全性和稳固性，要重视建筑结构的抗震设计，完善建筑工程抗震设计方案，提升工程的整体设计水平，确保建筑工程符合规范规定的抗震标准。现代建筑结构大都比较复杂，楼层较多，如果建筑结构的抗震性能未达标，地震会破坏建筑结构，甚至会导致严重的伤亡事故。提升建筑结构的抗震能力可以确保结构稳定，所以工程设计应遵循抗震设计原则，确保建筑结构符合安全标准。

1建筑结构地质抗震的设计理念

建筑结构的抗震设计主要是实现建筑结构的稳定设计。从概念和理论上分析，明确建筑结构设计的意义，分析各类房屋建筑结构的地质抗震问题。房屋建筑结构的不同体系设计直接关系建筑整体的抗震水平，需要分析建筑局部力学与整体力学之间的关系。不同的房屋建筑结构受地震灾害的影响不同，要从工学理论实验、设计理念思维上进行分析，重视建筑结构角度中各个方面的因素，准确分析建筑结构的各方设计要求。根据各方概念，清楚定位，准确辨别，进行高精准度、可靠性思维分析，优化建筑结构设计的综合应用，确定建筑结构地质抗震设计理念标准。

2建筑结构工程抗震设计的原则

近年来，地震变得更加频繁，人民和财产安全受到严重影响，造成的一个非常重要的问题是地震造成的建筑物倒塌。因此，从建造建筑项目起，应该进行建筑结构工程抗震设计，并严格评估。抗震设计应遵循以下准则：①在构建复杂的设计项目时，有必要选择一种合适的测量方法来研究建筑项目薄弱层的塑弹性变形，例如静力分析和动力分析等方法。②设计时，将弹性过程分析法作为补充类测算措施。必须注意建筑结构整体内力位移，还必须选择不同的测算方法，确保测算建筑物内力位移的准确性。③在设计连体建筑物的过程中，应同时测量一个或多个建筑物结构的振型数，应为单体数的至少9倍，有效质量系数为0.9以上。

3加强建筑结构工程抗震设计的措施

3.1科学选择结构体系

为了确保建筑物的整体协调，必须科学地选择结构体系。通常，建筑结构工程的抗震设计概念要求以下两个条件：①稳定；②合适。通过选择科学合理的结构工程体系来满足结构的变形和抵抗力要求。建筑物必须具有一定的刚度，才能在一定程度上承受自身的载荷，并有效防止变形；当地震发生时，才能对较大的地震力辅以缓冲，以防止对建筑物造成局部损坏。因此，在选择结构体系时，必须要明确建筑物传力的途径和受力的计算，转换层的使用应尽量避免，这样可以降低建筑物倾斜或局部受损的几率，从而保护建筑物。

3.2提升结构延性

如果建筑物的抗震性低于地震等级，则由于脆性破坏很容易倒塌。因此，建筑工程结构的抗震设计应提高结构的延性并增加其强度。可以改进以下内容：①延性材料。如果使用延性材料在发生弹性变形或重复弹性变形时，延性不会有明显下降。②杆件的延性。为了改善结构的延性，应检查结构部件的杆件的延性，例如塑性变形、能量耗散等。③构件的延性。某一个构件发生塑性变形和消耗能量的能力，可以通过提高墙体或框架的延性来改善建筑结构的整体延性。通常，建筑结构的延性与其抵抗塌陷或塑性变形的能力有关。可以在设计中使用以下方法：①在平面上，增强突变处和转角处之类的延性；②对于竖向，可以增强薄弱楼板延性；③增加首道抗震防线部分的构件延性。

3.3轴压比和短柱的合理设计

在抗震设计中，必须减小柱的轴向压缩比，并增加柱的横截面尺寸。降低轴向压缩比的目的是将柱放置在大偏心受压状态，以避免纵向受力的钢筋没有达到受拉屈服而导致混凝土被压碎的情况。由于柱的刚性强延性差，结构在地震的作用下容易被破坏，可以采用“强柱弱梁”的设计提高结构的整体延性，增加地震耗能，增强结构的抗震能力。

3.4提升结构的整体性

①选用钢作为支撑结构。钢结构是建筑行业中的一项新技术，但已在许多项目中使用。如某钢结构发展中心楼，占地26,000平方米，高24层，建筑承板使用港静线桁架，可以改善建筑物的完整性。高层建筑主要采用钢结构支撑系统，对建筑框架结构的侧面刚度产生积极的影响，可以提高整个高层建筑的强度，提高水平荷载。与纯框架结构相比，钢结构支撑体系的稳定性极佳，适合结构支撑要求。使用环向密封同一平面，可以增加侧向刚度，尤其是在地震负荷较高的地方效果更好。②抗侧力结构。如果建筑结构为框架结构形式，则可以使用钢结构来支撑建筑物的竖向负载和部分横向负载。如果建筑物的结构是多种框架结构的形式，可以通过交错桁结构调节上下楼层，从而提供单元设置灵活性。该结构在钢结构的平面中，梁柱的弯矩较小，侧向位移较小。

3.5规范建筑形体及构件的布置规则

平面不规则主要类型为：扭转不规则、凹凸不规则、楼板局部不连续，具体反映在结构分析软件结果的评估和确定中，如扭转不规则体现在：位移系数不应小于1.2且不大于1.5，周期比对于A级高度的建筑不应大于0.9。竖向高度不规则的主要类型是：侧向刚度不规则、抗侧力构件不连续、楼层承载力突变等。如果设计结果不满足要求，则设计人员必须重新考虑和分析模型，以调整梁柱布置和截面，尽可能达到设计规则。

3.6选择合适的地基

自然环境非常重要，在不同的地质条件下，建筑物对地震的反应不同。在建造房屋之前，需要选择适合各种自然环境的地基。强抗震性是地基最重要的选择条件之一。在选择地基时，需要考虑地基的稳定性和埋置的深度。地基的稳定性使其可以承受高层建筑的压力而不会滑移，而埋置深度应为建筑物的1/15，考虑到地下室的建造，还需要预留约500米的深度。为了增加建筑物的抗震性，在建筑建造中需要设置多道防线就，可以采取许多方法来提高建筑物的抗震性。

3.7设置多道抗震防线

①科学选择抵御地震的第一道防线。严格来说，第一道防线设置和选型负担比较小或者没有，可以选择一些比较小的填充墙和竖向支撑墙就可以承重。尝试选择尽可能小的轴向压缩设计，通常具有较高轴向压缩力的框架柱不适合第一道防线。但是，根据施工的约束，只能使用单一的框架系统，该框架的支柱是结构系统抗侧力的主要因素，因此应选择“强柱弱梁”设计。②通过安装冗余组件可以形成多条抗震防线。建筑物通常使用双重抗侧力体系：框架－抗震墙、芯筒－框架、内墙筒－外框筒、框架－支撑。根据水平地震侧力，可以依靠支撑或墙体等框架为主要抗震防线。

结束语

为了进一步保证人们的生命财产安全，避免我国的经济水平受到地震的重大影响。设计人员在建筑结构的设计过程中，应当充分考虑到抗震结构设计的重要性，再结合当地的地质条件和工程的实际要求对建筑工程的整体结构进行合理规划，保证建筑结构对地震作用力具备良好的分散以及消耗作用，将地震的影响降到最低。

参考文献

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