建筑结构设计中的抗震设计 田冉

建筑结构设计中的抗震设计田冉
摘要：由于我国地质条件比较复杂，因此在进行建筑结构设计时要考虑到建筑
的抗震性能。

就目前而言，建筑结构的地震反应可以用不同的变量来体现，具体
在抗震设计过程中采用何种设计变量则要根据结构自身类型、地震反应特性、地
震破坏模式等因素综合考虑。

关键词：建筑结构；抗震设计；措施
一、建筑结构抗震设计
一般来说，所谓的建筑结构的抗震设计就是指通过地震时对建筑结构的破坏，结合建筑
结构工程长期实践所积累的经验，总结形成的一种基本的设计方法与设计思想，也是进行建
筑与结构整体布置并且确定细部构造措施的一个过程。

地震动理论上来说就是一种随机的振动，它具有人们难以把握的随机性、复杂性与不确定性，要想很精确地预测某建筑物可能遭
遇的地震的特性与参数，就目前来说我们还很难有更好的方法。

在建筑结构的抗震设计分析
这个方面，由于我们不能够很充分地考虑建筑结构的空间作用、建筑结构的性质、建筑的材
料以及外界引起变化等等很多种不同的因素，因此有着一种不确定性的存在。

所以建筑结构
的抗震设计不能够全部的取决于计算结果，更应该以建筑结构工程抗震设计的基础理论以及
经过长时间建筑工程抗震经验所能够总结出来的建筑工程抗震设计方法为基本出发点，进而
更好的提高建筑结构的抗震性能。

二、结构抗震概念设计的重要性
1、概念设计是工程师进行结构设计创新的原则和方法。

概念设计是展现先进设计思想的
关键，一个结构工程师的主要任务就是在特定的建筑空间中用整体的概念来完成结构总体方
案的设计，并能有意识地处理构件与结构、结构与结构的关系。

一般认为，概念设计做得好
的结构工程师，随着他的不懈追求，其结构概念将随年龄与实践的增长而越来越丰富，设计
成果也越来越创新、完善。

2、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，主要是因为现行的结构设计理论与计算理论存在许多缺陷或不可计算性，这一矛盾使设计结
果与结构的实际受力状态差之甚远，为了弥补这类计算理论的缺陷，或者实现对实际存在的
大量无法计算的结构构件的设计，都需要优秀的概念设计与结构措施来满足结构设计的目的。

3、概念设计在初步设计中的重要性。

概念设计之所以重要，还在于在方案设计阶段，初
步设计过程是不能借助于计算机来实现的。

这就需要结构工程师综合运用其掌握的结构概念，选择效果最好、造价最低的结构方案。

为此，需要工程师不断地丰富自己的结构概念，深入、深刻了解各类结构的性能，并能有意识地、灵活地运用它们。

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、建筑结构的抗震设计
1、建筑抗震场地的选择
（1）房屋平面布置应当规则，在结构上应当力求对称。

如果房屋在建筑过程中，其外形
不规则，或者是不对称，带有凹凸变化尺度，或者是形心质心偏大，在同一个结构的单元内部，结构的平面形状以及刚度不均匀或是不对称的情况下，平面的长度过长等现象，对于抗
震性能均不利。

（2）强度以及刚度都要匀称。

在多层的建筑结构当中，应该使各个层面之间的强度和具
备的刚度都要匀称，无论哪一层，如果存在薄弱的一个楼层，那么这一处，就会在地震力的
强大作用下导致变形或成为变形集中区，从而使得建筑物最初开始从此部位发生严重的变形
导致破坏，最后甚至波及到整个建筑的整体遭到严重破坏。

（3）结构的超静定次数多。

静定结构的杆件，其受力系统和传力路线单一，其中一根杆
件遭到破坏，就会波及整个结构体系由此而导致失效。

在超静定的结构中，超过其荷载能力
的时候，会先使一些多余的杆件发生一些塑性的变形，并且容易消耗吸收一部分的能量，而
保证整个的结构所具备的稳定性，并且还可以减少地震的破坏。

超静定结构次数多，那么消
耗地震能量，也就越多，同时建筑的抗震能量也就越强。

2、重视建筑结构平面布置的规则性和对称性
建筑的平、立面布置应符合抗震理念设计原则，宜采用规则的建筑结构设计方案，不应
采用十分不规则的设计方案。

建筑结构抗震设计规范规定，对平面不规则或竖向不规则，或
平面、竖向都不规则的建筑结构，应采用空间结构计算模型；对凹凸不规则或楼板局部不连
贯时，应采用符合楼板平面内的实际刚度强度变化的计算模型；对薄弱部位应乘以内力增大
系数，应按规范的有关规定分析弹塑性变形，并应对薄弱部位采取强有效的抗震构造措施。

3、合理的刚度和强度分布
产生过大的应力或塑性变形集中，对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。

结构在强烈地震下不存在强度安全储备、构件的实际强度分布是判断薄弱层（部位）的基础。

另一方面，在抗震结构体系中，应使其结构构件和连接部位具有较好的延性，以提高抗震结
构的整体变形能力。

具体要求如下：首先，提高抗震结构构件的延性、改变其变形能力，力
求避免脆性破坏；为此砌体结构应按规定设置钢筋混凝土圈梁和构造柱、芯校、或采用配筋
砌体和组合砌体柱等；钢筋混凝土构件应合理的选择尺寸、配置纵向钢筋和箍筋。

避免剪切
破坏先于弯曲破坏，避免混凝土的受压破坏先于钢筋的屈服，防止局部或整个构件失稳。

其次，保证抗震结构构件之间的连接具有较好的延性、是充分发挥各个构件的强度、变形能力，从而获得整个结构良好抗震能力的重要前提。

为了保证连接的可靠性，构件节点的强度不应
低于其连接构件的强度，预埋件的锚固强度不应低于其连接构件的强度；装配式结构构件之
间应采取保证结构整体性的连接措施。

4、抗震装置布置
在抗震建筑的设计中，原则上应使抗震层所有抗震构件的刚心与上部结构的重心一致，
不产生扭转。

但是，由于建筑物的不规则和柱网尺寸的限制，仅靠柱下配置的抗震支座会产
生抗震层的刚心与上部结构的重心不一致。

采用与抗震支座独立的阻尼器设计，在阻尼器的
弹性范围内，可以使抗震层的刚心与上部结构的重心一致，避免抗震层的振动扭转。

如果阻
尼器布置在建筑外周，抑制扭转变形的效果会更好。

四、结束语
地震是一种目前难以准确预测的自然灾害，为避免它给人类带来大的灾难。

作为工程技
术设计人员在建筑结构的研究和工程设计中，应从整体宏观的观点出发，综合处理好建筑功能、技术、艺术、安全可靠性和经济合理等几方面内容，从而创造出更加安全、适用、经济
美观的高层建筑新型结构的出现，高性能材料的发展，计算机技术水平的提高，促使人类建
筑精品再上新的台阶。

参考文献：
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