浅谈建筑结构抗震设计的一些思考

浅谈建筑结构抗震设计的一些思考

发表时间：2018-12-15T12:20:50.103Z 来源：《防护工程》2018年第27期作者：王胜荣

[导读] 我国抗震设计规范明确划分了建筑场地的等级，分别是不利地段、危险地段和有利地段。

酒泉市建筑规划设计有限责任公司

摘要：综合近些年来我国地震的发生情况来看，我国属于地震较多的国家。综合考量我国各类地震的发生，可以得出频率较高、强度较大、分布较广以及震源较浅是我国地震的根本特征。地震对建筑物造成的负面影响非常强，所以说建筑物的防震设计十分重要。世界各国抗震学术界和工程界在抗震设计思路提出伊始就致力于深入研究，至当前阶段已经取得非常不错的成果，对基于力学的传统单一抗震设计方法进行改变。

关键词：建筑结构；抗震设计；综合探析

一、分析地震对建筑结构造成的影响

我国抗震设计规范明确划分了建筑场地的等级，分别是不利地段、危险地段和有利地段，并要求在进行建筑场地选择时需要将工程的实际需要作为依据，全面掌握地震的活动状况、工程地质、地震地质的相关资料，进而对抗震设计的有利性、不利性甚至危险性进行综合评价。于不利地段而言需要提出相应的避开要求，如实在无法将其避开则需要采取有效的措施。如建筑建造在断裂范围内，其结构只能为1-2层的分散单体建筑，并尽量采用整体性基础的应用，对于独立柱基的建筑结构形式要最大限度避免，从而对上部结构的完整性进行增强，不能将甲、乙、丙类建筑建设在危险地段。在地震时可能会有地陷、滑坡、崩塌、泥石流以及地裂等各类情况发生的地带，此类区域也就是所说的危险地段。我国典型的汶川地震和唐山地震中各类建筑物如处于危险地段，地震对其的破坏都为毁灭性，无论该建筑采取的何种结构形式，震害强度也比其它地段上的建筑物更大。

一般情况下，可用正比例对地震于建筑结构自身重量和建筑结构作用程度二者之间的关系进行阐述，相同条件下建筑物质量越大其刚度越大，地震的作用也就越大，震害程度相应的越大；如建筑质量较小而正好相反，其刚度更小，地震作用也就更小，震害随之降低。因此，在进行屋面结构、墙体、楼板、各段、框架以及围护墙建筑时，多对陶粒混凝土、多孔砖、空心塑料板材、瓦楞等相对较轻的材料进行应用，以此来对建筑物的抗震性能进行提升。

二、建筑结构抗震设计思考

抗震、消防和人防当属建筑设计中三项灾害预防设计的主要内容。综合考虑三种灾害造成的后果，其中当属地震灾害的强度最大，但是对于某些规范来说，抗震设计安全概率处于最低程度。当前阶段我国所采用的抗震规范是对两阶段、三水准设计理论进行应用。三水准应用的基础是该区域假设的地震强度和地震模型下概率，所以说通常情况下此种单纯性质的结构抗震设计和真实地震反应之间差距非常大，并不能对建筑物的安全性进行有效保证，充其量只能将损失一定程度降低，这是当前阶段我国现行结构抗震设计中一直无法克服的难题。抗震规范明确规定了建筑场地危险地段、不利地段和有利地段的具体划分规则，因此结构工程师有必要将不同设计阶段作为依据，将不同的工程地质勘查要求进行提出，争取尽早发现建筑物拟建场地内存在的不利地质作用和地质灾害等，进而可对有效预防措施进行应用。

第一，在进行项目可行性方案研究时，需要提出工程项目的可行性研究勘察要求，需要对建筑物拟建场地的适宜性和稳定性进行侧重。如存在一个以上的建筑物拟建场地，应要求勘查单位对其进行进一步的比对分析，并在其中将科学的选址意见或者建议进行提出。建筑物拟建区域的地形、地貌、岩土工程、地质以及建筑经验等数据为重点内容，进而对该拟建场地的岩土性质、地层构造、不良地质作用等进行全面了解和掌握。此外，还需要查看不良地质作用可能引发的地质灾害。岩溶、泥石流、地面沉降、滑坡、采空区、崩塌、场地与地基地震效应、活动断裂等为不良地质作用的主要内容。

第二，应将初步勘察要求在项目初步设计阶段直接提出，并将建筑物拟建场地的稳定性要求作为侧重点。在查看项目初步勘察报告文件时，应当重点查看建筑物拟建场地的地层结构、地下水埋藏条件、地质构造以及岩土工程特性等内容，不良地质作用的原因、分布状况、作用附魔以及发展趋势等也属于查看内容，进而明确拟建场地稳定性评价结论的准确与否。此外，还需对建筑物建构可能采用的地基基础类型、水土对建筑材料的腐蚀性、基坑开挖与支护、工程降水方案等进行进一步分析和评价。

第三，在施工图纸设计阶段提出工程项目的详细勘察需求，其中需要侧重建筑地区的地基岩土工程评价，此项工作的内容相对比较丰富，像岩土性质、岩土的基础形式、岩土均匀性、地基类型以及不良地质作用的防治等都包含在内。在查看工程项目详细勘察报告时需要重点查看不良地质作用类型、具体成因、分布状况、发展趋势和危害程度等进行侧重，并探讨不良作用的整治方案。如对于勘察报告内所提出的地基处理和基础方案建议存在疑问需要及时进行沟通。

第四，应该在建筑结构的设计过程中，借助抗震构造措施来对建筑的抗震性能进行提升，

对地震中塑性铰形成部位的塑性变形能力和塑性耗能能力的充足性进行保证，同时对结构的整体性进行保证。为了避免抗震设计中发生延性破坏的状况，所以应用强剪弱弯的应对措施，旨在利用其对构件受弯能力和受剪能力的关系问题进行有效处理。将地震作用的剪破坏和非抗震剪破坏进行对比可发现二者之间存在较大差异。延性是抗震设计中的一个特殊性质，而且十分重要。要想利用抗震措施实现结构延性保护的目的，必须对影响延性的各项因素进行明确。影响梁柱等支撑结构延性的因素可以归纳为两个种类，一个为混凝土上极限压的应变，另外一个则是地震破坏时的受压区高度。这两方面的因素是其它对延性造成影响因素的延伸。在抗震设计中为了对结构的延性进行保证，通常情况下会对受拉钢筋的配筋率进行合理把控，保证受压钢筋的合理数量，并借助加固筋对纵筋局部压屈失稳的情况进行应对。

第五，多元化结构形式。每个结构单元需要对同样的结构体系进行应用，注意需要对其刚度布置的均匀性进行保证。为了将各构件的抗震能力和作用做大限度发挥并对结构的整体性进行保证，需要在设计过程中严格遵守各项具体原则，具体如下：首先，保证结构的连续性。如想保证建筑物在地震作用下还能够保证整体性，那结构连续性是最为直接且重要的防护措施；其次，建筑构件之间的可靠连接性。将建筑物抗震性能进行提升，进而确保建筑物各个构件之间的承载力可充分发挥，所以说需要增强各构件直接的可靠连接性，使得其可对地震强度的传递需求进行满足，进而对地震时建筑物变形的延性要求进行适应；最后，提升房屋竖向刚度。对建筑物进行设计时需要保证