关于建筑抗震设计认识的相关探讨

摘要：本文通过对遭受地震作用下的钢筋混凝土建筑和砌体结构的震害，针对概念设计、构造、未成年人保护、楼梯间等问题，依据《建筑抗震设计规范》（50011-2001）（2008 年版），结合工作经验，分析原因，浅谈对建筑抗震设计的认识。

关键词：地震；概念设计；构造；未成年人保护；楼梯间

Abstract: Based on the seismic damage of reinforced concrete construction and masonry structure under earthquake, based on the concept of design, construction, the protection of minors, staircases and other issues, according to " code for seismic design of buildings " ( 50011-2001 ) ( 2008 Edition), combined with work experience, analyzing the reasons, on the seismic design of buildings.

Keywords: earthquake; conceptual design; structure; protection of minors; staircase

[中图分类号] TU352[文献标识码]A[文章编号]

在历次地震中，“89 规范”之前的建筑物多数遭受严重破坏，直至倒塌；90 年以后建造的建筑大部分做到了“小震不坏，中震可修，大震不倒”的抗震设防目标。在地震区，有的钢筋混凝土建筑倒塌了，可相邻的砌体结构却“裂而不倒”。本文依据《建筑抗震设计规范》，结合工作经验，分析原因，浅谈对建筑抗震设计的几点认识。

1、抗震设计应注重概念设计，采取较强的抗震构造措施

地震力作用计算是依据当地50 年设计基准期内超越概率10%的地震烈度对应地震地面运动加速度的设计取值来计算的，原本就是一种数学上的近似计算，想得到精确的计算结果是非常困难的。概念设计是根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。以达到合理的抗震设计目的。设计时只靠提高地震作用来提高抗震能力，需增加结构造价，不符和我国国情；而提高抗震构造措施，增加结构薄弱部位的抗震能

力，是经济有效的方法。

1.1 合理的结构体系《建筑抗震设计规范》第3.5.2 条3.5.3 条规定，不论是钢筋混凝土结构还是砌体结构，均要求结构体系完整，传力路径明确，但在设计中，为满足建筑师的创新突破，结构设计以抽柱子、开大洞、砌体结构中大量钢筋混凝土构件承重、转角开门窗、楼梯间凹凸于建筑转角等作为代价，结果破坏了结构整体性及传力路径，这些部位在地震中率先破坏导至结构失稳坍塌；钢筋混凝土框架结构中，围护墙和隔墙的不合理布置，使结构形成刚度和承载力突变的薄弱部位而引起倒塌，比如上下楼层的数量相差很大导致上刚下柔，墙不到柱顶，形成短柱剪切破坏等。目前的学校建筑因建筑要求及经济因素等的影响多采用单跨的钢筋混凝土框架结构,在结构抗震计算时，此结构体系对抗震明显不利，高烈度区的横向层间位移难以满足规范要求而倒塌。

1.2 设置多道抗震防线在地震区发现，理论上抗震性能较好的钢筋混凝土结构有倒塌的，而抗震性能相对较差的砌体结构却有裂而不倒的；甚至个别私人建造的砖木结构住宅都完好无损；同一地点，同是砌体教学楼，有的损坏严重，甚至倒塌，有的却表现良好。这就是多道抗震防线起了作用。《建筑抗震设计规范》第3.5.3 条对结构体系提出了多道抗震防线的要求，对于结构在大震作用下抗倒塌具有重要意义。砌体结构的构造柱、圈梁虽然不能提高结构的抗震承载力，但作为砌体的约束构件，可以提高墙体的延性。在大震作用下，作为“第二防线”延长建筑物变形时间，约束紧箍建筑物裂而不倒，保证居住者有足够的逃生时间。框架结构，尤其是大空间结构，需合理设置柱间支撑或柱子翼墙（不影响空间采光和美观），增加结构纵向刚度。剪力墙结构应合理设置连梁，让其作为结构的“第一道防线”在大震来临时，率先破坏，消耗地震能量并改变整体结构的动力特性，降低地震力，来保护主体结构的安全。多层框架设计时可考虑将楼梯间的墙体设置成剪力墙，大跨度的公共建筑在适当位置增设剪力墙，形成抗震的多道防线。

1.3 有意识做到“强柱弱梁”《建筑抗震设计规范》第6.2 条说明钢筋混凝土框架结构的设计计算应遵循“强柱弱梁”的原则。在地震中，应该要求的“梁铰机制”在毁坏的钢筋混凝土框架建筑中没有出现，反而出现了大量的“柱铰”。在实际设计中，考虑到部分楼板作用形成T 形梁，将框架梁的抗弯刚度放大到1.5-2.0 后，梁的实际承载力大于梁端弯矩；一般情况下，框架柱即使增大了柱端弯矩设计值，计算结果只能按构造要求配筋；只有当构件抗震等级为9 度一级时，规范才要求按照梁的实配钢筋反算柱端弯矩。因此对于抗震等级为二、三级的构件，实际的结构设计再精确，形成的还是“强梁弱柱”。因此，设计时要有意识的减小框架梁的断面和配筋，尤其是层数低跨度大的框架结构，有必要加大框架柱的截面和配筋。合理确定梁的放大系数，计算后切记不要人为再放大框架梁的配筋。

2、抗震构造的合理设置是提高抗震能力的有效途径

在历次地震中，有许多建筑因构造的不规范、不合理，甚至是因为构造缺失造成整体的跨塌：预制楼板不拉结，砌体结构不设构造柱、圈梁，地震时墙体外倒而楼板垮塌、楼梯板施工缝留在弯矩最大处；楼梯与主体结构连接薄弱，地震时先于主体破坏，堵塞逃生通道；抗震缝宽度不够，或因施工堵塞，不同结构的相邻建筑物在地震中相互碰撞而破坏；框架结构节点钢筋锚固不足，箍筋不加密或不够长度，造成节点先行破坏；填充墙不到顶形成短柱时没有全高加密，造成柱剪切破坏。

《建筑抗震设计规范》提到的构造都是根据以往的地震灾害和工程经验积累出来的有效且必要措施，提高抗震措施，应着眼于把财力、物力用在增加结构薄弱部位的抗震能力上，这是经济而有效的方法。砌体结构应严格按《建筑抗震设计规范》设构造柱、圈梁。尤其是楼梯、电梯间的四角，楼梯段上下端对应墙体，错层部位、不规则部位纵横墙交接处，较大洞口两侧，较小墙垛处，外墙四角、砌体结构受陧阓43嘷=I力集中部位均应设构造柱；加强混凝土大梁与墙体的连接，7-9 度时不得采用独立砖柱，大跨度梁应采用组合砌体，即在支撑部位仅设置构造柱是不够的，是需要进行沿楼面大梁平面内、平面外的静力和抗震承载力验算。框架结构节点钢筋须满足锚固要求，梁柱箍筋按规范加密，注意箍筋与纵筋的比例；填充墙不到顶形成短柱时，框架柱应全高加密，从构造上保证强剪弱弯、强节点强锚固，保证大震来临时，梁的塑性铰能发挥作用，避免柱及节点破坏形成几何可变体系而倒塌。女儿墙等非结构构件应与结构主体可靠连接，且应具有良好的变形能力，尤其是建筑物出入口上部的挑檐、女儿墙、玻璃幕，吊顶避免地震时脱落伤人；严禁采用无锚固的预制混凝土挑檐。当设计必须采用预制装配式楼板时，则应做好预制板间拉接锚固，设置板边圈梁，板缝现浇配筋带，并设置板端现浇配筋腱鞘，有效提高楼盖的整体性。

3、重视未成年人的保护

根据震害，国家再次加强了对未成年人密集居住建筑的抗震设防标准，规定教育建筑中,幼儿园、小学、中学的教学用房及学生宿舍和食堂，抗震设防类别应不低于重点设防类。与大型体育场管（人口密集）同类设置。转贴于中国论文下载中心

4、生命通道“楼梯间”的安全

由于楼梯段侧向刚度较大、山墙较高、休息平台与楼层存在错层，地震中是最容易破坏的。作为逃生通道，楼梯间的抗震设计应予以充分重视。

4.1 楼梯间的混凝土梯段、梁、板应参与计算，并考虑对楼梯间山墙造成的不利影响。

4.2 在教学楼、医院等人群密集的建筑有必要在室外另设疏散楼梯，以便室内楼梯间破坏时有第二个逃生通道。

4.3 楼梯间构造合理，形成应急疏散的安全岛。严格按规范设置构造柱，拉结钢筋，钢筋混凝土带，可靠连接或锚固。

4.4 不应采用墙中悬挑踏步或踏步竖肋插入墙体的楼梯，不应采用无筋砖砌栏板。

4.5 楼梯间不宜设置在房屋的端部或转角处，更不宜设置突出建筑物的转角圆形楼梯间，这都是宜引起地震时集中变形破坏的地方。

5、结语

历次的地震表明，只要严格按《建筑抗震设计规范》设计和保证施工质量，以及震前经过抗震加固的建筑都能达到“小震不坏，中震可修，大震不倒”的抗震设计要求。

参考文献：

[1]《建筑抗震设计规范》（50011-2001）（2008 年版）

[2] 《高层建筑钢筋混凝土结构概念设计》（机械工业出版社）2004