建筑结构抗震设计要点及注意问题研究探讨

建筑结构抗震设计要点及注意问题研究探讨
发表时间：2015-05-18T09:44:00.953Z 来源：《工程管理前沿》2015年第5期供稿作者：党新[导读] 不同的结构体系，在抗震性能、使用效果和经济指标等方面的效果是不同的。

因此，确定适合的抗震结构体系至关重要。

党新广西华宇建工有限责任公司广西北流市 537400 摘要：随着人们对建筑产品要求的提高，各种新结构建筑逐渐增多，采用基于性能的抗震设计思想进行抗震设计，是一条行之有效的路径，本文在此对建筑结构抗震设计的设计要点以及在设计过程中应该注意的问题做了详细的研究。

关键词：建筑结构；体系；短柱一、建筑结构抗震等级的一般规定震级是表示地震强度所划分的等级,我同地震划分为六级:小地震3级,有感地3-4.5级,中强地震4.5-6级,强烈地震6-7级,大地震7-8级,大于8级的为巨大地震。

抗震等级是设计部门依据国家有关规定,按“建筑物重要性分类与设防标准”,根据烈度、结构类型和房屋高度等,而采用不同抗震等级进行的具体设计。

以钢筋混凝土框架结构为例,抗震等级划分为四级,以表示其很严重、严重、较严重及一般的四个级别。

二、抗震结构体系的确定不同的结构体系，在抗震性能、使用效果和经济指标等方面的效果是不同的。

因此，确定适合的抗震结构体系至关重要。

1、必须具备明确的计算简图和合理的地震作用传递途径；
2、形成多道抗震防线，避免因部分结构或构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力或对重力的承载能力；
3、必须具备必要的强度以及良好的变形能力和耗能能力；
4、应该具有合理的刚度和强度分布，避免因局部削弱或突变形成薄弱部位，产生过大的应力集中或塑性变形集中；对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。

总之，在选择确定建筑的结构体系时，建筑物刚度与场地条件的关系是必须要考虑的。

如果建筑物自振周期与地基土的卓越周期接近一致，那就说明建筑可能会产生共振，进而加重建筑物损害。

当然，在选择结构体系时，还应该要注意选择合理的基础形式。

三、建筑抗震结构体系设计需要注意的问题
1、建筑平面布置设计问题建筑物的平面布置在建筑设计中是十分重要的部分，它直接反映建筑的使用功能和要求。

柱子的距离、内墙的布置、空间活动面积的大小、通道和楼梯的位置、电梯井的布置、房间的数量和布置等，都要在建筑的平面布置图上明确下来。

有的建筑平面布置上，经常出现内隔墙不对齐或中断，使刚度发生突变和地震力传递受阻，对抗震也带来不利，客易引起结构的局部破坏。

建筑平面布置设计对建筑抗震关系很大，从概念上要解决的一个核心问题是：建筑平面布置设计上要尽可能做到使结构的质量和刚度分布均匀，对称协调，避免突变，防止产生扭转效应。

在建筑平面布置的总体设计上要尽可能为结构抗侧力构件的合理布置创造条件，使建筑使用功能要求与建筑结构抗震要求融合成一体，充分发挥建筑设计在建筑抗震中的作用。

2、建筑竖向布置设计问题建筑的竖向布置设计问题在建筑设计中主要反映在建筑沿高度(楼层)结构的质量和刚度分布设计上。

无论是单层或多层，还是高层建筑或超高建筑，这个问题是比较突出的。

存在的这个主要问题是，由于建筑使用功能的不同要求，如底层或下面几层是商场、购物中心，建筑上要求是大柱距、大空间；而上面的楼层则是开间较大的写字楼或布置多样化的公寓楼，低层设柱、墙很少，而上面则是以墙为主，柱很少。

有的建筑在布置上还设有面积很大的公用天井大厅，在不同楼层上设有大会议厅、展厅、报告厅等，建筑使用功能的不同，形成了建筑物沿高度分布的质量和刚度的严重不均匀、不协调。

四、做好建筑结构抗震设计的几个办法
1、优化平立面布置建筑布置的平立面应规则，体型要求简单。

建筑物的动力性能基本上取决于其建筑布局和结构布置。

建筑布局简单合理，结构布置符合抗震原则，就能从根本上保证房屋具有良好的抗震性能。

建筑中的独立单元及整个建筑应力求质量刚度对称，使其刚心与质心偏心很小甚至完全重合。

此外，建筑沿竖向分布的刚度和质量还须均匀，只有简单、规则、对称结构容易准确计算其地震反应。

2、选择合理的结构形式选择合理的抗震结构体系，首先，应有多道抗震防线，避免因部分结构或构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力；其次，应具备良好的耗能、变形能力和必要的强度。

一个没有足够延性，只有较高的抗侧力强度的抗震结构体系，在地震时很容易遭到破坏；再次，结构刚度和强度分布须合理。

结构体系宜具有合理的刚度和承载力分布，避免因局部削弱或突变形成薄弱部位，产生过大的塑性变形集中，对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。

3、提高结构的延性结构的延性可定义为结构在承载力无明显降低的前提下发生非弹性变形的能力。

结构的延性反映了结构的变形能力，是防止在地震作用下倒塌的关键因素之一。

结构良好的延性有助于减小地震作用，吸收与耗散地震能量，避免结构倒塌。

构件的破坏和退出工作，使整个结构从一种稳定体系过渡到另外一种稳定体系，致使结构的周期发生变化，以避免地震长时间持续作用引起的共振效应。

4、确保结构的整体性结构是由许多构件连接组合而成的一个整体，并通过各个构件的协调工作来有效地抵抗地震作用。

若结构在地震作用下丧失了整体性，则结构各构件的抗震能力不能充分发挥，这样容易使结构成为机动体而倒塌。

因此，结构的整体性是保证结构各个部分在地震作用下协调工作的重要条件，确保结构的整体性是抗震概念设计的重要内容。

5、改善短柱抗震性能的措施在高层特别是超高层建筑结构设计中,柱子的截面往往比较大,在结构底部常常形成短柱甚至超短柱。

按抗震设计要求,应当尽量提高短柱的承载力,减小短柱的截面尺寸,采取各种有效措施提高短柱的延性,改善短柱的抗震性能。

(1)使用复合螺旋箍筋高层建筑框架柱的抗剪能力是应该满足剪压比限值和“强剪弱弯”要求的,柱端的抗弯承载力也是应该满足“强柱弱梁”要求的。

因此,使用复合螺旋箍筋来提高柱子的抗剪承载力,改善对混凝土的约束作用,能够达到改善短柱抗震性能的目的。

(2)采用分体柱
短柱在地震作用下往往是因剪坏而失效,其抗弯强度不能完全发挥。

因此,可人为地削弱短柱的抗弯强度,使抗弯强度相应于或略低于抗剪强度,这样,在地震作用下,柱子将首先达到抗弯强度,从而呈现出延性的破坏状态。

在组成分体柱的柱肢之间可以设置一些连接键,以增强它的初期刚度和后期耗能能力。

一般,连接键有通缝、预制分隔板、预应力摩擦阻尼器、素混凝土连接键等形式。

(3)采用钢骨混凝土柱
由于钢骨柱充分发挥了钢与混凝土两种材料的特点,具有截面尺寸小,自重轻,延性好以及优越的技术经济指标等特点,如果在高层或超高层钢筋混凝土结构下部的若干层采用钢骨混凝土柱,可以大大减小柱的截面尺寸,显著改善结构的抗震性能。

五、抗震设计时要考虑“三强三弱”
为体现抗震概念设计思想,规范要求实现“强柱弱梁、强剪弱弯、强节弱杆”的要求,使其具有较好的变形能力。

目前,设计人员普遍作法是将梁超计算配筋或加大截面而柱筋及截面不变,这就很难保证“强柱弱梁”实现而且实际结构中转换层、刚性层大梁以及楼板的存在,要真正实现“强柱弱梁”的概念很困难。

因此,要使“三强三弱”概念得以实现,首先应对规范目前核算公式改进使其实用,如采用“实配增大系数法”来保证。

其次,设计人员应认识到“三强三弱”概念在抗震设计中的重要性,精心设计使所设计的结构具有良好的抗震能力。

六、结语
总之，在建筑结构的防震设计中，设计人员必须根据建筑的实际情况，结合地质环境，在经济与安全的综合考量下，设计出科学合理的防震方案，保证建筑物在相应的防震标准下进行施工，保证建筑的安全。

参考文献：
[1] 李智建，石延明.浅谈建筑结构设计中的抗震设计[J].科技资讯，2009（12）.
[2] 王翠坤，杨沈.汶川地震对建筑结构设计的启示[J].震灾防御技术，2008 .。