建筑结构设计中抗震措施

建筑结构设计中的抗震措施

摘要：本文介绍了建筑结构抗震设计的标准和应注意的要素，提出了建筑结构设计中的抗震措施。

关键词：建筑；结构设计；抗震措施

中图分类号：s611 文献标识码：a 文章编号：

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，作为设计人员在建筑结构的设计中，应从整体宏观的角度出发，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、实用、经济美观的建筑，设计建造出具有更加完整，安全系数高以及更加优质美观的建筑，避免地震灾害给人类造成灾难和损失。

一、建筑结构抗震设计的标准

根据国家标准《建筑抗震设防分类标淮》gb50223的规定，我国建筑抗震设防分类和设防标准如下：建筑根据其使用功能的重要性分为甲类.乙类.丙类.丁类四个抗震设防类别。甲类建筑应属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害的建筑，乙类建筑应属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑，丙类建筑应属于除甲.乙.丁类以外的一般建筑，丁类建筑应属于抗震次要建筑。各抗震设防类别建筑的抗震设防标准，应符合下列具体要求。

1.甲类建筑,地震作用应高于本地区抗震设防烈度的要求,其值应按批准的地震安全性评价结果确定；抗震措施，当抗震设防烈度为6～8 度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求，当为

9 度时，应符合比9 度抗震设防更高的要求。

2.乙类建筑,地震作用应符台本地区抗震设防烈度的要求;抗震措施，一般情况下，当抗震设防烈度为6～8 度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求，当为9 度时，应符合比9 度抗震设防更高的要求；地基基础的抗震措施，应符合有关规定。对较小的乙类建筑，当其结构改用抗震性能较好的结构类型时，应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震措施。

3.丙类建筑，地震作用和抗震措施均应符台本地区抗震设防烈度的要求。

4.丁类建筑,一般情况下,地震作用仍应符合本地区抗震设防烈度的要求；抗震措施应允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低，但抗震设防烈度为6 度时不应降低。

二、建筑结构抗震性设计中应注意的要素

尽管国家标准对建筑结构抗震性作出上述严格规定，但是在建筑结构抗震性设计实践中仍有部分问题困扰着设计者。主要有以下两方面的问题：

1.高层建筑抗震设计中的短柱问题

建筑抗震设计对结构构件有明确的延性要求。轴压比和剪跨比是影响构件延性的最主要的两个因素，也是一对互成矛盾的因素。在层高一定的情况下，为提高延性而降低压比则会导致柱截面增大，且轴压比越小截面越大；而截面增大导致剪跨比减小，又降低了构件的延性。因此，在高层特别是超高层建筑结构设计中，为满足规

程《钢筋砼高层建筑结构设计与施工规程》（jgj － 91）和《建筑抗震设计规范》（gbj11 － 89）对轴压比限值的要求，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。另外，诸如图书馆的书库.层高较低的储藏室.高层建筑的地下车库等由于使用

荷载大，层高较低，在设计中也不可避免地会出现短柱。众所周知，短柱的延性很差，尤其是超短柱几乎没有延性，在建筑遭受本地区设防烈度或高于本地区设防烈度的地震影响时，很容易发生剪切破坏而造成结构破坏甚至倒塌，无法满足“中震可修，大震不倒”的设计准则。因此，必须在高层建设抗震设计中避免短柱脆性破坏问题。

2.多层砖房抗震设计中存在的问题

这类问题主要表现在：

（1）城市住宅砖房建设中，房屋超高或超层时有发生，尤其是底层为“家带店”的砖房，高度超过限值1m 以上。

（2）在“综合楼”砖房中，底层或顶层有采用“混杂”结构体系的，即为满足部分大空间需要，在底层或顶层局部采用钢筋砼内框架结构。有的仅将构造柱和圈梁局部加大，当作框架结构。（3）住宅砖房中为追求大客厅，布置大开间和大门洞，有的大门洞间墙宽仅有240mm，并将阳台作成大悬挑(悬挑长度大于2m)延扩客厅面积；部分“局部尺寸”不满足要求时，有的不采取加强措施，有的采用增大截面及配筋的构造柱替代砖墙肢；住宅砖房中限于场地或“造型”,布置成复杂平面，或纵.横墙沿平面布置多数不

能对齐,或墙体沿竖向布置上下不连续等等。

（4）多层砖房抗震设计中,未作抗震承载力计算的占多数，加之缺乏工程经验，使相近的多层砖房采用的砌体强度等级相距甚远。（5）在构造柱和圈梁的设置上，多数设计富余较大,部分设计设置不足(含大洞口两侧未设构造柱)。

三、建筑结构设计的有利抗震措施

1.建筑物结构悬挂隔震，将建筑物的全部或者一部分悬挂起来以隔离地震，就是我们常说的悬挂结构，名字很恰当地表达了它的特点，同时，我们也能很直接的感受到它的缺点和局限，即耗费的成本太大，并不适合于普遍的推广，虽然是一种非常行之有效的方法，但是执行起来却是值得商榷的。一般情况下，大型的钢结构会采用此种措施。大型钢结构一般分为主框架和子框架，在悬挂体系中，子框架通过索链或者吊杆悬挂于主框架上，地震来临时主体框架虽然受到冲击，但是其子框架以及其他零部件是用近似于双节棍的链接方式与主体相连的，那么主体受到的冲击力在传送给子框架时就会减小很多，有益于保护子体框架。

2.建筑物基础设置隔震装置减震，这这种减震措施与上文的不同之处在于是在建筑物中间加上辅助材料或者部分已达到减震目的，而前者则是在整体框架结构上的创新上入手，减震装置属于独立于建筑物自身的材料，使用得当最多可使震力减少三分之一左右，不过这种方法局限于非高层建筑，高层如果采取这种方法，反而会增加建筑物的质量，而使地震来临时，这些附属物的重量给生命和财

产造成更大的伤害。

3.建筑物地基，用具有防震功能的材料，彻底从根源上稳固地基，将防震落实到最底部，从而到达减震的最终目的。传统的做法是在建筑物的基础部位用粘土和砂子结合固定，也可以直接设置粘土或砂子垫层。在我国建筑史上，曾经有人突发奇想以糯米为原材料，采起优良的粘着性，在建筑物底部形成防震的糯米垫层，减少地震对建筑物的损害，不可谓不奇，当然现当今的的材料学，尤其是建筑材料学已经发展的足够进步，我们可以不仿照古人的做法了，但是这种创新和探索的精神还是值得我们学习的。

4.层间隔震，层间隔离主要用于旧房改建的改建中对于防震的需求，在施工方面很简洁，专业性不强，居民可自行操作。当然于此对应的是低收益，也就是层间隔离的效果没有上述几种方法明显，这也是必然的，因为旧房改建，旧房的地基，基础结构是不能改变的，也是无法改变的，所以只能作为辅助结构使用，其作用原理与前面提到的在建筑物中增加辅助减震的原理基本相同，可以借鉴，也可以根据不同的具体情况选择使用。

以上我们阐述的几种措施主要是对建筑结构的一部分或者几部

分进行减震方面的设计，所谓安装减震装置减少地震的能量向建筑物传递，也是在于局部的减震。无论哪一种，都是利用建筑物的一部分或者几部分的特征然后有针对性的进行减震设计。

对于辅助类的装置，主要分为滞回型和粘滞型两种。主要有以下两种情况：其一，在对建筑物的地基或基础进行隔震设计时，我们