1、建筑結構抗震性能設計方法探究【摘 要】 現代建筑的結構體系已經和過去有了很大的不同，它隨著社會生產的發展和科學技術的進步而不斷發展。建筑在高度上大大增加的同時，在材料和結構體系上也逐漸多樣化。各國之間都非常重視對結構抗震的設計，均已提到各國建筑結構設計的日程里，因為我國是地震多發區，建筑抗震設防對我國人們來說更為重要，更是工程設計面臨的迫切任務，作為工程抗震設計的依據，建筑抗震結構設計是非常重要的。 /1/view-12291405.htm【關鍵詞】 建筑；結構；抗震1.建筑抗震設計常見的問題1.1 缺乏巖土工程勘察資料或資料不全。主要表現在：一是建筑場地巖土工程的勘察資料在擴建初設計階段還沒
2、有到位。二是在擴初設計會審之后就直接進入了施工圖設計。三是施工圖設計只是在簡單的規劃設計或方案設計會審后就直接出來了。四是沒有巖土工程勘察資料。這樣設計就成了無源之水，無水之木，沒有依據。結構的平面布置中外形不規則、不對稱、凹凸變化尺度大、形心質心偏心大，同一結構單元內，結構平面形狀和剛度不均勻不對稱，平面長度過長等。1.2 一個結構單元內采用兩種不同的結構受力體系。如這一邊選用砌體承重，而另一邊或局部選用全框架承重或排架承重；還有一種是底框磚房中一邊為底框，而另一邊為磚墻落地承重，這種情況比較常出現在平面縱軸與街道軸線相交的住宅，一般設計為底層為商店，設計成一半為底框磚房（有的為二層底框），
3、而另一半為磚墻落地自承，造成突變在平面剛度和豎向剛度二者之間。2建筑結構的抗震設計概述在對建筑結構的抗震設計中，不但要考慮到建筑結構概念的設計、建筑結構抗震的驗算，也要重視人們在每次發生地震后在關于建筑結構方面而總結的一些經驗，比如限制建筑高度，提高結構延性、限制結構類型和結構材料使用等方法。而且經驗不但在我國受到重視，在國外也一直是各國規范重視的問題。當前，在建筑結構抗震設計中一般是從三方面入手的，分別是概念設計，抗震驗算及構造措施，而且在建筑結構抗震設計中不能只是局限于將抗震與消震（結構延性）結合的基礎上，也要設計建立雙重設計指標和方法能讓地震力與結構延性相互影響，當代抗震設計規范發展的方
4、向是減小結構上的地震作用，可以通過采用一些結構措施，比如隔震措施，消能減震措施等來減震，從而使建筑結構在地址地震中具備良好而經濟的抗震性能。而且，強剪弱彎，強柱弱梁，和強節點弱構件在提高結構延性方面的作用已經在建筑界是有口皆碑的事情。3 合理選址以提高建筑物的抗震能力地震發生時，如果建筑物本身抗震能力弱，結構不堅固或者建筑剛性強而韌性不足，很容易遭到嚴重的破壞神之倒塌。如果建筑物選址不合理，地基建在地質不穩固的地方，地震會引起地表的地裂和錯動以及地面沉降，這種破壞在地基不穩固的地方更加明顯，因此合理選址以提高建筑物的抗震能力非常重要。在建筑物選址時，易選擇地層穩固地帶，應盡量避開地質不穩固的地
5、方，如斷層帶、地下采空區、地下水空洞區、易液化土等地方。如果沒有條件避開上述不適合建造建筑物的地區時，應采取相應的抗震應對措施。依據國家對建筑物抗震的類別等級，采取人工加固地基、注意建筑結構的整體性、建筑物的外形勻稱、建筑物的結構簡單減輕建筑物自重等，都可以消除地基液化沉陷。還有一種特殊的地質構造，那就是在地基的主要受力層內還存在土質較軟的粘性土層或者不均勻的土層面時，這種地質構造若發生地震，地基會發生不均勻沉降。在此種地質構造地帶施工時，應采用樁基和加強基礎的措施來加固地基。4 選擇合理的平面和立面布置建筑物的立體結構與平面設計非常重要，需要關注以下幾個方面的問題：（1）在地震水平作用力下，
6、建筑的結構剛度和其抗震能力是雙向的。建筑物在結構布置上應該能夠承受住任何方向的地震。一般而言，應該使結構從平面的主軸方向上具有足夠的剛度以提高其抗震能力。建筑構造的抗震能力體現在結構的剛度和韌性。結構的剛度越高，就越能削減地震的破壞力。而結構的韌性，就是要使建筑有一定的變形度。但是如果變形度過大，其自身重力效應也會破壞其自身結構。總而言之，建筑結構應該剛柔并重。（2）結構簡單。如果建筑物自身結構過于復雜，設計師很難預測和控制建筑物在遭受地震沖擊力時的受力。而簡單的結構，建筑設計師可以通過計算模型或者計算軟性模擬出建筑物受地震影響時建筑結構自身的受力情況，對其位移內力進行分析，從而找出結構的薄弱
7、部位并加固。因此相對于復雜結構，對簡單結構的抗震性能預測是比較可靠的。（3）建筑的整體性結構。樓蓋的設計在建筑的整體結構中起著非常重要的作用。在建筑的整體結構中，樓蓋相當于一個水平的隔板，其不僅是一個把慣性力傳遞到每個豎向的抗側力子結構，而且再地震發生時它還可以協同這些子結構承受地震的沖擊力。但是如果豎向的抗側力子布置不均勻，則會發生變形，此時就需要樓蓋協同抗側力子結構發揮作用。5 保障結構的延性在完成建筑結構的設計后，還要采取措施使該結構具有適當的延性，以此保證此建筑結構可以達到預定的抗震目標。提高建筑結構的延性措施包括：（1）對于建筑結構當中柱、梁等構件，應該按照強柱弱梁的原則，增加柱子的
8、抗彎能力。鋼筋混凝土的框架在強震發生時，當地震威力致使建筑結構達到最大的非線性位移時，梁端的塑性鉸的塑性轉動會比較大。當柱端的塑性鉸出現比較晚，那么建筑結構達到最大的非線性位移時它的塑性轉動會比較小。這樣就保證了框架有了比較穩定的塑性耗能構件。（2）要提高結構的延性，還要采取強剪弱彎的措施。因為剪切對于破壞根本沒有延性，如果某個部位一旦發生剪切破壞時，這個部位在整個抗震結構中的作用就會喪失，柱端發生剪切破壞，建筑結構的局部就會發生坍塌，局部坍塌有可能導致整個建筑物的坍塌。因此，要采取措施來增大梁柱和柱端的組合剪力值，保證任何構件在強震發生時都不會損壞其剪力。6 建筑結構參數計算分析參數設計的目
9、的是為了更好的計算地震作用力以及房屋的各構件對地震作用的響應力。這種計算主要是對每個墻柱梁板的承載力以及變形參數的計算。計算開始前，要建立與高層結構相適應的計算模型，然后依據模型和設計概念做出細致的計算。在應用計算機軟件協助計算時，必須符合國家有關規定和行業規范標準。同時必須堅持具體問題具體分析，注意具體工程的特殊處理。對于比較復雜的建筑結構，要針對不同類型的地震做相應的變形分析，要采用兩個及以上的力學模型，當前有剪磨理論和主拉應力理論兩種，這兩種不同的計算理論都有其適合的應用范圍，砌塊結構一般應用剪磨理論，而磚砌體一般用主拉應力理論。根據計算機軟件計算出的結果，然后才能確定建筑結構是否能運用
10、到工程設計當中。計算結果分析的主要內容有結構的位移、扭轉系數、層間的剛度、剪重比系數以及自振周期等參數。此外，對于地下室的水平位移嵌固來說，要將有層剛度作為判斷依據。在建筑的復雜抗震計算時，要考慮平扭耦聯的計算。振型數不得小于 15，振型的參與質量不能小于總重量的 90%。因此高層的建筑結構計算是不能一次完成的。要做不同的模型，采用不同的計算理論，對其進行多次計算分析，并根據計算結果進行多次調整，這樣才能提高建筑物的抗震能力，保證建筑物在規定抗震等級的地震發生的安全。7 隔震和消能減震設計的推廣和應用我國和世界的許多國家都采用適當的控制結構物的剛度，越來越受到人們的青睞，被稱為“延性結構體系”，但這種允許建筑結構構件（如梁、柱、墻、節點等）在地震進入非彈性狀態，而且會有很大的延性，減輕地震反應是以消耗地震能量的方法，使結構物“裂而不倒”。8結語總之，就現階段而言，地震是一種在全世界范圍內都無法預測的自然災害，但是并不是要聽天由命，為了減輕其危害，建筑設計人員必須在建筑工程設計方面下功夫，改變過去著眼局部的方法，從整體出發進行建筑結構的整體設計，注意建筑物的選址、選擇合理的立面和平面布置、保障結構的延性以及對建筑結構進行參數分析等方法提高建筑結構的抗震能力，從而能夠在地震發生時，保證人民的生命財產安全。
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