关于建筑抗震性的设计研究

摘要：本文从地震的分布与灾害及我国目前地震灾害的现状谈起，论述了建筑抗震性设计的重要性，分析了抗震性设计的方法与目的，从建筑抗震性的概念设计、隔震、减震控制技术的应用等方面就提高建筑抗震性的设计方法进行了论述。

关键词：建筑抗震性；抗震设计；地震规范

地震是一种正常的自然灾害，我国是一个地震多发的国家，地震带分布广泛。2008年的“5.12”汶川特大地震，给我国造成8000多亿元的直接经济损失，且伤亡惨重。血的教训提醒人们建筑抗震性设计与应用对于应对突发灾害、保障人民人身与财产安全、降低灾害所带来的损失具有重大意义。工程技术人员对于建筑抗震性设计方法的研究与探索刻不容缓。

地震的分布和灾害

1.1地震的分布

地球上每年可发生500万次以上的地震，其中15万次是可以被人们感知的，1000次是能够造成破坏的，而7级以上的大地震则有十几次之多。全球地震主要发生在脊骨和裂谷、海沟、转换断层以及大陆内部的古板块边缘地带。

我国的地震带大部分沿山脉分布，特别是山脉坡度突降的地区。我国是世界上山地最多的地区，而山地面积最广的西部地区则是主要的地震多发区。

1.2地震灾害

地震灾害的破坏力极大，主要分为直接灾害和次生灾害两种。直接灾害包括：建筑物破坏、地面破坏、山体和自然物的破坏、海啸引起的沿海地区破坏以及地光烧伤破坏等；次生灾害则主要包括：火灾、水灾、煤气泄露和瘟疫等。

据不完全统计，我国自由记载以来共发生破坏性地震1009次，破坏性地震650余次，地震活动频繁程度逐年增加。为了最大限度的降低地震所带来的灾害，保护人民的生命财产安全，新建建筑的抗震性设计就成为一种重要的减灾措施，应引起工程设计人员的高度注意。

抗震性设计方法发展历程

建筑抗震性设计的观念形成始于1906年的旧金山地震，直至1923年东京地震才逐步建立起抗震设计原理体系。进三十年来，世界范围内破坏性大地震的爆发频率增加，引起了人们对建筑抗震性设计的高度关注，建筑抗震性的工程实践和科学研究也因此有了较大程度的发展。人们在不断的经验教训中，逐步掌握了抗震性规律，制定出建筑抗震性的一系列措施规定。建筑物的抗震水平在一定程度上得到了加强和提升。

目前隔震技术已日趋成熟，我国今年在一些大城市中已经建成多栋隔震建筑。先进抗震技术的广泛使用，一方面能够大大提高建筑抗震性能，两一方面是建筑题型设计受到的约束也大为减少。

抗震设计的目的

3.1建筑抗震性设计的内容

建筑抗震性设计包括概念设计、计算设计以及构造设计三个方面的内容。

“概念设计”在我国现行的《建筑抗震设计规范》中被着重强调，是因为人们在总结地震灾害的经验过程中发现，对建筑体的抗震设计来说，概念设计往往比计算与构造设计更为重要。概念设计即是指站在全局角度更为高度的分析和研究建筑物的选址、布局、结构、性能等原则性问题，并考虑与抗震性体系有直接关系的关键细部结构造和薄弱环节。

3.2建筑抗震设计程序

地震区建筑的工程设计，相较于一般地区而言，在考虑普遍准则的基础之上，还要加入抗震设计的特定准则，严格遵守抗震设计的规范要求。这些规则对于场地的选择、建筑造型以及建筑的结构体系等的确定都做了详尽的规定，对于提高建筑抗震性能至关重要，因而需要在设计的开始就给予高度关注。

在建筑抗震性设计的全过程中，建设项目地震破坏后果是需要考虑的重要问题。通常将建筑按照重要性进行分类，然后再适当调整各类建筑的设防标准。建筑的建筑材料选择、造型拟定以及结构体系的确定是选择抗震性设计的核心。建筑结构的抗震细部构造也是抗震设计中不可忽视的重要环节。

3.3抗震性设计的目的

建筑抗震性设计的目的是整个设计过程中需要考虑的首要问题。要保证按照“当遭受本地区设防烈度的地震影响时，可能损坏，经一般修理或不修理仍可继续使用”的标准来执行。对于一般地震灾害而言，在技术和经济上要求防止结构损坏；对于强烈地震而言，允许结构有局部的破坏，但在任何情况之下，建筑倒塌和人员伤亡是不被允许的。建筑在进行抗震性设计的过程之中，应该明确根据当地的设防烈度标准明确建筑抗震性设计的目的，并在严格遵循规范的前提下保障实施。

加强建筑抗震性设计的方法

4.1加强结构抗震概念设计

建筑抗震性设计的“概念设计”是指以工程概念为依据，从有利于提高结构抗震能力的概念上，不断总结建筑物震害和工程实践经验，运用符合工程客观规律和本质的方法，对所设计的对象作宏观控制的一种设计方法。具体体现在场地选择、结构方案和结构体系三个方面。在场地选择时，对于施工现场的地形、地质情况的详细勘察与分析至关重要；在结构方案的设计当中，简单、对称、规则、合理的建筑平立面分布的抗震设计的抗震能力最强，是抗震结构设计的基本原则之一；而结构体系中合理的刚度承载力分布和延性设计对于建筑抗震性能的提高具有至关重要的作用。

4.2隔震、减震控制技术的应用

传统的结构计算理论中，在结构的抗震方面只关注提高结构抗力R，以至不惜代价加大配筋率和混凝土的等级，这种做法的结果是增加了结构的刚度，但实际是进―步增加了地震作用效应。而新的抗震设计思想则致力于降低作用效应S，把阻隔地震能量作为出发点，在强震作用下，以不损坏结构域而只产生轻度破坏为目标的基础隔减震技术，使建筑抗震性研究进入了结构设计领域。其中隔震消能是典型案例，隔震技术最主要的方面是基础隔震，通过在建筑物基础与上部结构间增加一种隔震装置，吸收地震力、减少基础位移向上部结构传递的效用，来减少地震对建筑物结构的破坏作用。这种设计的―般作法，是在基础与主体之间设置柔性隔震层，或者加设类似于阻尼器装置的消能支撑来实现。

近几年来，国内对系统的水平刚度、设置在底层柱顶上的橡胶支座与柱的串联刚度、橡胶支座的回转刚度都进了较大规模的实验与理论分析，在坚向隔震机构的研究方面，目前也已开始受到重视。

结语

地震时最为常见的自然灾害，造成的危害也是非常严重的，且较为广泛的。如何采取措施防止建筑物遭受地震破坏，胡歌提高建筑的抗震性能等问题迫在眉睫。目前的建筑抗震技术正在快速的发展之中，各种先进的技术理念得到了广泛的应用。但如果传统抗震设计理念一成不变，抗震设计规范不能与时俱进的完善，目前严峻的灾害形势依然不能够改变。只有采取建筑抗震设计措施，推广先进的建筑抗震技术，吸取国外先进的抗震理论和经验，才能不断提高我国的建筑抗灾能力。

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