关于建筑结构抗震设计与施工技术探讨

摘 要：随着我国的社会科学技术的不断发展，建筑技术也快速成熟，尤其是建筑结构抗震设计及施工技术也得到明显的升华并已成为了国民所关注的问题，建筑工程在施工前期严格要按照国家相关规定对其施工设计，在施工阶段按照设计图纸及国家相关规范施工，并严格管理及质量控制，提高其抗震性能，本文主要对建筑抗震技术设计的要点、抗震性能及施工技术进行了详细的分析与探究，为建筑结构抗震能力提供一个可靠的保障。

关键词：建筑技术；抗震设计；结构；施工

一、 我国建筑抗震设计特点

1、建筑结构设计的规则性

建筑物尤其是高层建筑物设计应符合抗震概念设计要求，对建筑进行合理的布置，大量地震灾害表明，平立面简单且对称的结构类型建筑物在地震时具有较好的抗震性能，因为该种结构建筑容易估计出其地震反映，易于采取相应的抗震构造措施并且进行细部处理。建筑结构的规则性是指建筑物在平立面外形尺寸、抗侧力构件布置、承载力分布等多方面因素要求。要求建筑物平面对称均匀，体型简单，结构刚度，质量沿建筑物竖向变化均匀，同时应保证建筑物有足够的抗扭转刚度以减小结构的扭转影响，并应尽量满足建筑物在竖向上重力荷载受力均匀，以尽量减小结构内应力和竖向构件间差异变形对建筑结构产生的不利影响。

2、设计考虑减轻建筑结构的自身重量

在地基条件相同的情况下，如将建筑结构设计的自重相应减少，就可以进行层数的相应增加及对地基处理造价进行有效降低。特别是结构设计在软土基础上进行时这一作用更加显著，由于地震效应和建筑质量存在正比例关系，当高层建筑高度过高、中心过高时，当发生地震，对其作用会更强烈，对建筑物的破坏能力更大。

3、设计考虑减小地震能量输入

高层建筑结构具有良好抗震性能必须要求其结构的变形能力能够符合在地震预期作用情况下的变形需求，基于此，在设计阶段不但要对构件的承载力进行严格控制，还要对结构在地震作用下的层间位移极限值或位移延性比进行严格控制。在构件变形值确定过程中必须严格按照构件变形与结构位移的关系来进行准确确定，构件的构造要求的确定要依据截面达到的应变大小及分布进行确定，地震能量输入的减少可以通过坚硬场地土进行高层建筑建造的方式进行有效解决。

4、建筑设计中考虑层间位移限制

高层建筑都具有较大的高宽比，其在风力或地震作用下往往能够产生较大的层间位移，甚至会超过结构的位移限值。而国内普遍认为该位移限值大小与结构材料、结构体系甚至装修标准以及侧向荷载等诸多因素有关。因此在进行高层建筑结构设计时应根据建筑物的实际情况以及所处的地理位置进行设计，既要满足其具有足够的刚度又要避免结构在水平荷载的作用下产生过大的位移而影响结构的承载力，稳定性以及正常使用功能等。

5、建筑设计注重控制地震扭转效应

大量事实表明，当建筑结构的平面布置等不规则、不对称导致建筑层间水平荷载合力中心与建筑结构刚度中心不重合，，在地震发生时建筑结构除发生水平位移外还易发生扭转性破坏甚至会导致结构整体倒塌，因此在结构设计中应充分重视扭转的影响。由于建筑物在扭转作用下各片抗侧力结构的层间变形不同，其中距刚心较远的结构边缘的抗侧力单元的层间侧移最大；同时在上下刚度不均匀变化的结构中，各层的刚度中心未能在同一轴线上，甚至会产生较大差距，以上情况都会使各层结构的偏心距和扭矩发生改变，因此，在设计过程中应对各层的扭转修正系数分别计算。计算时应主要控制周期比、位移比两个重要指标，即当两个控制参数的计算结果不能满足要求时则必须对其进行调整。

二、 保证结构延性能力的抗震措施

合理选择了结构的屈服水准和延性要求后，就需要通过抗震措施来保证结构确实具有所需的延性能力，从而保证结构在中震、大震下实现抗震设防目标。系统的抗震措施包括以下几个方面内容：首先，“强柱弱梁”：人为增大柱相对于梁的抗弯能力，使钢筋混凝土框架在大震下，梁端塑性铰出现较早，在达到最大非线性位移时塑性转动较大；而柱端塑性铰出现较晚，在达到最大非线性位移时塑性转动较小，甚至根本不出现塑性铰。从而保证框架具有一个较为稳定的塑性耗能机构和较大的塑性耗能能力。其次，强剪弱弯”：剪切破坏基本上没有延性，一旦某部位发生剪切破坏，该部位就将彻底退出结构抗震能力，对于柱端的剪切破坏还可能导致结构的局部或整体倒塌。

三、建筑结构的抗震施工技术

1. 被动控制技术

采取被动控制技术，主要为增加系统部位点，有效处理部分构件，提升动力特性。现阶段，被动控制技术广泛应用于建筑施工中，主要包含效能减震、隔震技术。隔震技术是基于建筑基础部分，建立控制结构，对地震能量传递进行阻隔，降低结构振动，进而实现抗震目的。现阶段，隔震装置种类较多，主要包含混合隔震、滑移隔震、支撑摆动隔震等。消能减震技术是通过部分构件，设计成耗能元件，制作阻力器。处于风荷载作用力、小震作用力下，通过阻力器、耗能元件的弹性作用，提升结构整体刚度，达到抗震作用。若出现强烈地震灾害，

阻力器、耗能元件产生一种非弹性作用，提升结构阻力，使地震能量得以吸收、消耗，降低结构主体振动幅度，实现保护建筑目的。

2. 主动控制技术

主动控制技术是通过外部能源，达到抗震作用，添加外作用力之后，与地震作用力产生反向作用力，实现减震效果。该技术原理为，利用传感器，对外部激励响应、结构动力响应进行监测，通过计算机传输信号，计算添加作用力大小值，利用外部能源，对驱动系统作用力进行控制。现阶段，对于主动控制技术，采取的抗震装置主要包含动力 挡风板、支撑装置、脉冲装置、拉索装置与主动阻力装置。

3. 建筑中混合控制技术

使用该技术，是被动控制技术与主动控制技术的有效综合，利用被动抗震特性、主动控制抗震特点，被动消耗地震能量，对抗震进行主动控制。所以，在建筑工程中，混合控制技术应用最为广泛。现阶段，混合控制装置主要包含阻力消耗与主动控制、调节阻力与主动阻力、滑形体与主动阻力等结合系统。对于结构抗震技术而言，抗震效果最显著的就是主动控制技术，然而需捷足大量外部能量，主动控制系统比较繁杂，在实际应用中普及率较低。另外，被动控制具有极大实用性，半主动控制技术精确度极高，技术价格相对较低，应用前景十分广阔。

4. 建筑中半主动控制技术

使用该技术，处于地震状况时，利用控制机构，有效调整结构参数，实现减震效果。该技术无需强电能源、外部能源，确保弱电装置供电即可。利用半主动控制技术，主要是控制技术开关，有效调整控制器状态，改变结构动力特性。

四、结束语：

综上所述，建筑结构抗震设计是否满足建筑的整体抗震要求，是工程质量的重要保障，对企业形象、施工质量具有严重影响，决定了建筑工程的经济效益及人民的安全。

参考文献：

[1] 方小丹，魏琏. 关于建筑结构抗震设计若干问题的讨论[J]. 建筑结构学报. 2011（12）

[2] 杨磊. 论高层建筑结构抗震的优化设计[J]. 建筑设计管理. 2010（03）

[3] 毛华毅. 浅谈高层建筑结构设计的若干问题[J]. 山西建筑. 2010（09）