建筑结构抗震设计问题探讨

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摘要：地震是对人类危害十分严重的一种自然灾害，其所造成的直接灾害是建筑物与构筑物的破坏，如房屋倒塌等。由于地震预报仍处于探索阶段，绝大多数地震还不能做出临震预报，我们应从设计方面入手，完善建筑结构抗震设计，提高建筑物的抗震性能。为此，本文根据笔者多年工作经验，就建筑结构的抗震设计问题进行了浅要探讨。

关键词：建筑结构；抗震；设计

中图分类号： TU3 文献标识码： A 文章编号：

我国是一个多地震国家，地震活动分布范围广、频度高、强度大、震源浅。近年来尤以汶川和青海玉树地震最为严重，给国家和人民的生命财产造成了巨大损失。除了震级高以外，当地建筑结构本身抗震能力不足，也是这两次地震造成重大危害的主要原因。因此，工民建工程按照抗震设防要求进行设计、施工，确保小震可修、中震不坏、大震不倒的安全效果是非常重要的。下面我们就来探讨一下建筑结构的抗震设计问题。

1场地的选择与地基基础设计

建筑物所处的场地条件对震害的影响已为历次大震的经验所证实。必须加强场地的地质勘查工作，尽可能选择对建筑抗震有利的地段，如薄的场地覆盖层或坚实的场地土，不在危险地段建设，避开不利地段，当无法避开时，应采取适当的抗震措施，保证地基稳定性。

地基基础设计中，承载力和变形应满足规范要求。同一结构单元不宜设置在性质截然不同的地基上，也不宜部分采用天然地基，部分采用桩基。地基土有软弱粘性土、可液化土、严重不均匀土层时，宜加强基础的整体和刚性。

2抗震结构体系

抗震结构体系是建筑结构中主要的受力系统，是抗震设计中最关键的内容。多高层建筑的结构体系主要包括：框架结构、剪力墙结构（框架-剪力墙结构和部分框支-剪力墙结构）、筒体结构（框架-核心筒结构、筒体结构）、复杂高层结构（带加强层和刚臂结构、错层结构、连体结构、多塔楼结构）和混合结构。设计中应合理选择结构体系，一般框架抗震能力较差，框架-剪力墙结构较好，剪力墙和筒体结构更好。

3提高建筑结构抗震性能的设计思路

第一，建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案。平面布置力求简单、规则、对称，避免出现应力、变形集中的凹角和收缩区。尽量避免在结构单元两端布置楼梯间、电梯间，减少扭转的影响。尽量避免建筑物竖向体型复杂、外挑内收变化过多，力求刚度均匀变化不突变。

第二，抗震设计的框架结构不宜采用单跨框架，应尽可能设置多道抗震防线，结构应有必要的赘余度和内力重分配的功能，避免因部分结构或构件失效而导致整个体系丧失抗震能力或丧失对重力的承载能力。一般情况下，第一道抗震防线的抗侧力构件应优先选择不负担或少负担重力荷载的竖向支撑或填充墙，或者选用轴压比值较小的抗震墙、实墙筒体之类的构件，不宜采用轴压比很大的框架柱兼作第一道防线的抗侧力构件。适当处理构件的强弱关系，使其形成多道防线，并考虑某一防线被突破后，引起内力重分布的影响，是提高结构抗震性能，避免大震倒塌的有效措施。

第三，结构的抗震能力和安全性，在很大程度上取决于其变形能力。设计中应满足强柱弱梁、强剪弱弯、强节点强锚固弱构件的延性结构设计原则。如常用的钢筋混凝土框架结构，其抗震能力在很大程度上就是由梁、柱以及节点的延性决定的。承受地震作用的框架梁，除了保证必要的受弯和受剪承载力外，更重要的是要具有较好的延性，使梁端塑性铰得到充分展开，以增加变形能力，耗散地震能量。影响梁截面延性的主要因素有梁的截面尺寸、纵向钢筋配筋率、剪压比、配箍率、钢筋和混凝土的强度等级等。同时，房屋是否能够破坏而不倒，在很大程度上与柱的延性有关。影响柱延性的主要因素有剪跨比、轴压比和箍筋配筋率。除了保证梁、柱构件具有足够的承载力和延性，还要保证各构件的连接部分——节点区不出现脆性剪切破坏，支座连接和锚固不发生破坏。因此，设计与施工中应保证节点区混凝土的强度和密实性，在节点核心区配置足够的箍筋。

第四，楼梯间的设计。历次震害表明，楼梯间一直是框架和砌体结构的震害集中区。砌体结构由于楼梯间整体性不足，地震中墙体破坏或倒塌造成梯段支座失效，进而导致整个梯间的破坏。钢筋混凝土框架结构中，梯板等构件具有斜撑的受力状态，对结构的刚度及扭转作用有较为明显的影响。由于支撑效应使梯板承受较大的轴向力，地震时梯段处于交替的拉弯和压弯受力状态，当梯段的拉应力达到或超过混凝土材料的极限抗拉强度时，就会发生受拉破坏。而楼梯间的平台梁，则由于上下梯段的剪刀作用，产生剪切、扭转破坏。因此，设计中楼梯应参与结构整体计算，以考虑地震作用。应将梯段板作为拉弯或压弯构件进行计算，其配筋宜采用双层双向布置。楼梯的平台梁则应按弯剪扭构件设计，因其受扭作用明显，应加强其上、下部纵向钢筋和箍筋。在砌体结构中，除了楼梯间的四角要设置构造柱外，楼梯间平台梁下也应设置构造柱，所有的构造柱之间宜用圈梁连城一个整体。

第五，抗震缝的合理设置。在建筑中层数、质量、刚度差异过大，可能在地震时引起应力或变形集中造成破坏的部位，应合理设置抗震缝。体型复杂的建筑设置抗震缝时需考虑扭转地震效应，并按规范规定确定缝宽，使抗震缝两侧在预期的地震下不发生碰撞或减轻碰撞引起的局部损坏。当不设抗震缝时，连接处局部应力集中需要加强，同时需仔细估计地震扭转效应等可能导致的不利影响。

结语

总之，在今后的结构设计过程中，应根据地震灾害和工程经验所形成的基本设计原则和思想进行抗震设计，充分考虑安全性和经济性的需要，合理选取结构方案，确保结构体系同时满足足够的承载力和变形能力及必要的赘余度和内力重分配的功能，同时重视建筑结构细部的设计和施工，以达到小震可修、中震不坏、大震不倒的安全性能。

参考文献：

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