建筑结构工程在抗震设计中的探索

摘要：在建筑结构设计中，抗震设计是设计的一个重要环节。为了抗御和减轻地震灾害，在建筑结构抗震设计时合理的设计要求进行设计是其首要前提。本文作者探讨建筑的体型从抗震的角度，建筑竖向布置和平面布置、屋顶建筑、规范中设计限值的控制等设计问题。

关键词：抗震 ；结构设计；加固

中图分类号：TU318 文献标识码：A

对建筑设计结构设计很难有较大的修改，制定好建筑设计，原则上结构设计只能对建筑设计的要求服从。在建筑初步设计、方案阶段中如果建筑师能较好地对抗震的要求考虑，对结构构件系统则结构工程师就可以合理的进行布置，建筑结构相应产生的地震作用以及刚度和质量分布与变形结构受力比较均匀协调，能得到较大的提高和改善建筑结构的抗震承载力和抗震性;如果建筑师没有很好地在提供的建筑设计中对抗震要求考虑，那就会带来较多困难给结构的抗震设计，建筑布置会限制结构的抗震设计和布置，甚至使得设计的不合理。有时为了让结构构件的抗震承载力有所提高，不得不增大配筋用量或构件的截面，从而给投资带来不必要的浪费。

一、建筑结构抗震设计

一般来说，所谓的抗震设计建筑结构就是指对建筑结构通过地震时的破坏，结合长期实践于建筑结构工程中所积累的经验，总结形成的一种基本的设计思想与设计方法，也是确定细部构造措施并且进行结构与建筑整体布置的一个过程。地震动理论上其就是一种随机的振动，它具有复杂性、不确定性与随机性使得人们难以把握，某建筑物可能遭遇的地震的参数与特性要想很精确地预测，我们就目前来说还非常难以具备更好的方法。在建筑结构分析抗震设计这个方面，由于我们对建筑结构的外界引起变化、空间作用、建筑结构的性质以及建筑的材料等等不同的很多种因素不能够很充分地考虑，因此有很大的不确定性。所以不能够全部的依赖于计算结果来进行建筑结构的抗震设计，更要以抗震设计建筑结构工程所建筑工程抗震经过长时间的经验以及基础理论所可以总结出来的为基本出发点的建筑工程抗震设计方法，使得建筑结构的抗震性能进而更好的提高。

二、结构抗震概念设计的重要性

2.1解决地震不确定性的好方法是概念设计

对地震破坏机理我们还不十分清楚， 对地震的破坏现象也只是停留在感性认识阶段，建筑物抗震计算的原理只是一种近似方法，却不能代表建筑本身在地震中的真实反应。概念设计的思想不妨是个解决这个问题的好方法。地震是一种随机振动，有着难以把握的复杂性和不确定性，要准确地预测建筑物遭遇地震的特性和参数，尚难以做到。在建筑抗震理论未达到科学严密的今天，单靠计算很难使建筑具备良好的抗震能力。因此，结构工程师必须重视建筑总体抗震能力的概念设计。

2.2工程师进行结构设计创新的方法和原则是概念设计

展现先进设计思想的关键是概念设计，在特定的建筑空间中一个结构工程师的主要任务就是完成结构总体方案的设计采用整体的概念，并对结构与结构、构件与结构的关系能有意识地处理。一般认为，结构工程师如果概念设计做得好，随着他的不断努力，随年龄与实践的增长其结构概念将会越来越丰富，设计成果也越来越创新、完善。

2.3 计算理论与实际受力的差别使得概念设计成为结构抗震的重要途径

概念设计的重要，主要是由于现行的结构计算理论与设计理论存在许多缺陷或不可计算性，这一矛盾使结构的实际受力状态与设计结果差之甚远，为了对这类计算理论缺陷的弥补，或者无法计算对实际存在大量的结构构件的设计能够实现，都需要结构措施与优秀的概念设计使得结构设计的目的得到满足。

2.4 概念设计在初步设计中的重要性

概念设计之所以重要，还在于在设计方案阶段，不能借助于计算机来实现其初步设计过程。这就需要其掌握的结构概念由结构工程师综合运用，选择造价最低、效果最好的结构方案。为此，不断地丰富自己的结构概念，需要工程师深刻、深入对各类结构的性能了解，并能有灵活地、意识地运用它们。而人的设计，就是概念设计。有很多设计存在诸多缺陷，主要原因就是在总体方案和构造措施上未采用正确的构思，即未进行概念设计所致。

三、建筑结构抗震设计常用方法

3.1进行抗震设计根据建筑结构基本构造

一般情况下，使用砼钢筋框架结构时，是对钢筋砼构件通过控制最小配筋率，以及截面尺寸来实现抗震设计。建筑的砖混结构，构造方法一般比较常见的有限制建筑的层数与层高和房屋的整体高度；设置钢筋砼构造柱在建筑的横纵墙中，并且还要有一些防震缝设置等等。在建筑结构抗震设计规范修订后对一些强制性的条例进行了增加，例如：突出建筑屋顶的电梯、楼，要求延伸构造柱到建筑的顶部，并且连接顶部的圈粱成为一体，以此来拉结主体结构与突出部分成为整体，提高整体的承载力。

3.2进行抗震设计根据建筑结构性能目标

在发生地震的时候建筑物有高度的安全性，是最终抗震设计的目的，所以建筑结构的抗震设计要求的基本设计标准为以可能会发生在要建设建筑物的地区的大地震的烈度，而且还要以建筑物的内部以及建筑自身对建筑结构的抗震性能确定指标以没有造成破坏为最终目标。建筑结构中建筑结构的基础部位以及某些非抗震的下部结构也有一定程度上需要抗震能力，建筑结构在发生大地震的时候要基本保持在弹性范围所能承受之内。另外，也应该重视建筑结构的抗风性能。因建筑的安全使用很有可能导致性能降低由于风压所导致的建筑水平振动，以及破坏其抗震构造构件的耐久性能。

3.3进行抗震设计根据建筑规划和建筑场地

要有较好的抗震性，建筑结构将比较稳定性的建筑场地作为优先选择。另外，需要对具有抗震性的建筑进行抗震层的设置，而且包建筑外观括、邻栋间距等等的一些安全性能以及舒适感的角度对建筑结构的外部空间应该进行考虑。而且在进行场地规划建筑结构的时候，也应该从建筑上部结构适应的位移等性能与特点方面的角度来考虑。

四、加强建筑工程抗震措施

4.1 选址要科学合理

《中华人民共和国防震减灾法》规定，对于可能发生严重次生灾害和重大建设工程的建设工程，对地震安全性必须进行评价；并确定抗震设防要求，根据地震评价安全性的结果，进行设防抗震。建筑物建造在可液化场地或临近地震断层或软弱地基，地震引起地基失效由于对场地的液化作用，建筑物倾斜而很容易倒塌。

4.2 采用合理的结构形式

目前我国有钢筋混凝土结构、砖混结构、钢结构、钢-混凝土组合结构等常用建筑结构形式。可根据不同的地区，选择不同的结构形式根据不同设防烈度。本身钢筋混凝土就具备柔性，因而这种结构的建筑物承载能力高，变形能力好，通常抗震能力也强。应根据建筑的抗震要求和功能要求在确定结构方案时，合理进行选择。在选择结构体系时结构的侧移度从抗震角度来说，是要考虑的重要因素，尤其是对于设计的高层建筑，这一点起控制作用，随着高层和多层房屋高度的增加，在其他荷载作用以及地震作用下结构产生的水平位移增大迅速，必须要求抗侧移结构刚度也随之增大。

4.3设计质量切实提高

地震尤其是烈度和震级较高地震，危害性非常大，显得尤为重要的就是建筑物的抗震性能。目前我国设计建筑结构水平还非常低，所采用的建筑方案在大量的建筑上不是很合理，导致无法合理布置结构方案，增加材料用量。

总之，为了提高刚度、延性和承载力为主导目标，综合运用抗震原则，刚柔结合多道防线，同时确保结构体型简单，结构传力和受力途径直接，结构构件与整体结构共同作用，从设计上如此一来就可以保证在地震作用下建筑结构的安全性。

参考文献：

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