建筑结构抗震概念设计探讨

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摘要：随着社会的发展进步，我们逐渐重视起建筑结构中的抗震设计，抗震结构的设计对建筑结构设计具有重大的意义。本文主要对民用建筑结构抗震概念设计相关内容进行了介绍。

关键词：民用建筑结构；抗震概念设计

中图分类号： S611 文献标识码： A

从抗震方面进行粗略探求，随着时代的不断发展，不断出现新的抗震理念，例如在工程的结构当中利用隔震减振的措施来进行“隔”震的中心思想得到了广大人民的高度关注。为提高建筑物的抗震性能，我们要保障民用建筑按照规定的抗震等级进行设防，并且不断进行研究和发展抗震设计新方法，做到更加的科学进行防灾减灾。通过进行研究和发展抗震设计新方法，帮助我们能够更科学地进行防灾减灾。现在对民用建筑结构的抗震概念设计提出一些笔者的思考。

1 抗震概念设计含义

抗震设计是通过对地震作用进行数值计算和采取抗震措施来共同实现的，在总结了历次的地震灾害之后发现，对结构抗震 设计而言，概念设计相对于数值计算来说显得更加重要。结构的抗震性能和结构的概念设计有重要关系，所以，概念设计是结构抗震设计中的首要问题。概念设计指的是在结构的设计时，既应该着眼于整体结构的地震反应，又要按结构被破坏的机制与过程灵活地运用抗震的设计准则；既把握住了整体的布置原则，又兼顾住了关键部位细节，从根本上解决结构的抗震设计问题，有效地提高了结构整体的抗震能力。

2 地震对建筑的破坏作用

地震是一种地壳中的板块发生了顶撞，错动和断裂而产生震动的自然现象。我们不能够准确的预报在何时或是何地会发生多大级别的地震，更加不能阻止地震的到来，但是我们能够粗略地把地震破坏的作用分成三类：①地层被错位，地面有了开裂；②地基的液化，出现地陷或是滑坡；③地面发生振动。因为地震作用具有随机性与复杂性，建筑物被地震破坏的机理十分复杂，存在许多不确定的以及模糊的因素。但根据地震的破坏作用和民用建筑的常用结构形式可以把建筑结构在地震作用下的破坏分为四种情况：①在地震的时侯，水平与竖向的振动作用之下，建筑物内力与变形骤增，甚至内部结构受力的形式发生改变，导致建筑物的承载力不够甚至会丧失或是变形过大。②在地震的作用下，因为节点的强度不足、锚固失效、延性不够，这会使结构的构件缺乏安全可靠的连接，使建筑物丧失了整体性而被破坏。③在地震作用下，因为地基的承载力的下降或是地基土的液化，使地基的一部分已经失效甚至是完全失效，最终会导致建筑物整体倾斜或倒塌。④因为地震而引发次生灾害例如火山、滑坡、洪水、泥石流等会造成建筑物被严重破坏。在5.12 汶川地震当中，许多建筑物倒塌的原因就是对于结构的抗震设计不够重视，例如建筑物的选址不够恰当，施工质量不高，结构设计不够合理以及抗震构造措施的设置不尽合理等。

3 结构抗震设计的原则

根据建筑结构在地震作用下的破坏种情况，提出以下抗震设计原则：

3.1 选择抗震有利的地段

从一开始选址工作就该选择那些对于抗震有利的地段，要尽量避开那些抗震不利的地段，避不开的时侯要采取一些有效措施来确保地基稳定性；在任何情况下都不能考虑抗震危险的地段进行建造建筑物，从而避免滑坡、泥石流、滚石等对建筑物的破坏。

3.2 规则性的建筑

在建筑方案设计阶段就该尽力采用规则性建筑方案，就是建筑平面、立面应规则、简单且对称、结构侧向刚度和材料强度与质量的分布均匀、连续，没有突变，因为不规则的建筑物在水平的地震作用之下能够产生扭转的振动，进而被破坏。

3.3 合理的结构体系

一个合理的结构体系，应首先明确计算简图与合理而简洁的荷载传播途径，对不规则的建筑，应该采用空间的计算模型来计算地震的级别力度，进行影响的考虑，使体系更加接近实际的工况。在选择结构受力体系时要选用现浇式的结构体系，多层砌体的房屋中要优先选用承重横墙的结构体系，在抗震墙体系的房屋中首先要选用混凝土抗震墙。对型状比较复杂的那些建筑，需要进行较合理的抗震缝设计，将上部的结构分切成彼此独立又相对规则的一些单元。在同一个结构单元中不应使用混合受力体系。

3.4 计算结果校核

一般而言，在结构设计当中，一般采用结构设计软件对抗震数据进行分析，这就要求设计人员对所用结构设计软件的适用范围、技术条件和计算模型等都有比较深刻的认识与充分的掌握，对所有计算的结果，应该经过认真的分析与校核，只有经过分析、判断，确定结果合理、有效之后，才能够用于工程实践。

4 民用建筑中的抗震设计

我国民用建筑是受到应用最广泛、涉及方面最广的一种建筑形式。在民用建筑的结构设计当中，要搞好抗震设计，还要提高抗震的能力，是预防与减轻地震灾害的有效的途径，与此同时也是防灾和减灾工作中的重要内容。目前我国抗震比较差的民用建筑主要有砌体结构和砖木结构。砌体结构是我国最主要的民用建筑，它占我国农村与城镇的大部分房屋，是量大面广的典型建筑物，多层砌体房屋一般为3~7 层，还有部分砌体房屋带有一定数量的钢筋混凝土梁、柱和墙，形成所谓的内部框架房屋、底层框架房屋。由于多层砌体房屋多数为小开间房屋，内墙很多，故具有较大的抗侧力刚度。但砌体的变形能力很小，很容易开裂，可能对内装修造成破坏。在跨度开间较大的墙体，楼梯间等结构抗震能力较弱的部位和构件，地震作用下墙就会易出现剪切型交叉裂缝，还常常出现局部塌落。砖木结构指的是建筑物中的竖向承重的结构墙、柱等采用砖或是砌块砌筑，而楼板和屋架等用了木结构。主要存在于偏僻的农村中，因为这种结构的建造比较简单，材料又容易准备，所以费用较低。但是砖木结构砌筑砂浆的强度很低而且纵横墙的连接不牢靠，整体性较差，抗震性能又不好，在遭遇到较低烈度的地震时就会极易被破坏。所以这两种民用建筑结构的形式一定要遵循以下设计原则：

4.1 选择经济又合理的结构设计

每一个结构单元都应该采用同一种结构体系，在刚度的布置上需均匀。为充分发挥出各个构件的抗震能力，来确保结构整体性，设计过程中要遵循以下原则：①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；②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作用时的强度要求和适应地震时大变形的延性要求；③增强房屋的竖向刚度。在设计时，应使结构沿纵、横两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。

4.2 抗震的防线设置

地震具有一定持续的时间，而且可能出现多次的往复作用，通过对于地震后倒塌的建筑物分析，地震往复作用会使建筑物受到严重的破坏，但是最后倒塌的则是因为结构被破坏丧失承受重力荷载的能力。适当进行单元承载能力上的强弱关系处理与结构构件承载能力的强弱关系处理，将其形成两道或是更多道的防线，是增加结构抗震能力的重要举措。

5 总结

民用建筑包含有居住建筑与公共建筑，是我国建筑中的主要形式。由于民用建筑和人类的生活密切相关，是日常生活中会经常使用到的建筑形式，所以对民用建筑结构的抗震设计就显得尤为重要。为使民用建筑物在地震中造成的危害降到最低，人们对民用建筑物的抗震性能进行了大量的研究。民用建筑主要的结构形式是砌体结构、框架结构、钢结构和砖木结构，根据不同的结构形式进行不同的抗震设计使之在地震中形成一个延性结构，使人们能够有充分的逃生时间。这是民用建筑抗震设计要重视对于地基的选择设计、经济又合理的结构形式的选择、施工质量的提高与多道设防等方面的重大意义。

参考文献：

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