刍议建筑结构设计中的抗震设计分析 钟振

刍议建筑结构设计中的抗震设计分析钟振

发表时间：2017-08-16T16:20:34.250Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第8期作者：钟振舒如意[导读] 本文主要对高层建筑抗震结构设计的结构特点、结构体系、结构布置与关系以及结构的抗震性能几个问题进行了探讨。

九江市建筑设计院赣州分院江西省赣州市 341000 摘要：本文主要对高层建筑抗震结构设计的结构特点、结构体系、结构布置与关系以及结构的抗震性能几个问题进行了探讨，从而完善高层混凝土建筑的结构设计。关键词：高层建筑；混凝土结构；抗震设计

前言

随着我国经济的快速发展，高层建筑及超高层建筑的设计水平不断成熟，但在经过汶川大地震之后，我国对高层建筑的抗震设计提出了新的要求。在住宅建筑大行其道的今天，开房商为了充分利用所购买的地块，在兼顾地块容积率和产品设计的基础上，往往更乐于接受高层住宅的建筑方案，因此高层住宅的设计工作量较之以往具有工作量巨大、艰难的特点。

1 高层结构的特点

高层建筑从力学的角度上看，就是一个以地面为水平面的竖向悬臂结构体，垂直方向上的荷载使建筑本地产生轴向力，力的大小通常与建筑的结构主体高度成线性关系。而水平方向上的荷载往往只对建筑结构产生弯矩。收受力分析的结果上看，垂直方向上所产生的荷载只有一个方向，其力的大小与建筑的高度呈现线性比例的关系。而水平方向的荷载可能来自任何地方，照成的弯矩效果也可以是任何方向上的，弯矩的大学与建筑本身的高度成二次方的比例关系。因此我们可以得出，在高层建筑结构中，水平方向锁造成的弯矩效果要比由建筑自重产生的竖向荷载效果要高出许多。也正因如此，现行的建筑结构规范中对高层建筑的水平荷载的结构设计提出了强制执行的控制条款。这是为了保证高层建筑的结构在面对足够大的弯矩效果时能具有足够大的强度，而且也是保证了建筑主体在随着高度增加时所产生的侧向变形能在结构的允许范围中。

2 抗震设计在房屋建筑结构设计中的具体应用

地震既然是一种不确定的自然灾害，我们能做的只有面对它，积极寻找方法降低灾害造成的损失。在一些地震灾害频发的发达国家地区，地震所造成的危害较之经济落后地区会减轻许多，究其原因各种公共设施的防震设计自然必不可少，而房屋建筑的抗震设计也是重要的原因之一，所以应注重房屋建筑结构的抗震设计，具体解决房屋抗震设计中各环节的问题。

2.1选择建筑场地

建筑场地的选择是房屋抗震设计中最基础的部分，做好房屋建筑场地的选择是提高房屋抗震性能的第一步。地震实际上是一种极具破坏性的不规则的地质运动，房屋在这种剧烈的地质运动下，地基会首先受到影响，发生不规则的运动，使得房屋的上部结构也随之发生倾斜破坏。而要有效地防止这种情况的出现，应注重房屋建筑场地的选择。首先，在场地选择上应注意选择地势开阔平坦并且土质坚硬的区域用于房屋的建造，因为地基土的坚硬性能有效防止地基沉降的发生，在地震发生时不会在地震运动下轻易发生位移，预防由于地震作用发生的地基沉降、位移造成的房屋建筑上部结构的破坏从而为房屋建筑增加一层保护。其次，房屋建筑场地的选择应避开一些地震多发地段以及地基软弱的区域，若房屋建筑规划设计一定要在这些地段建造房屋，应采取一些必要的措施以减轻这些地段建造房屋所存在的危险因素，可以利用地基的加固处理技术或一些抗震措施进行加固处理，从建筑的根部提高房屋建筑结构的抗震性能。最后，除了要避开地震多发地段等危险区域还应避开容易造成山体滑坡以及泥石流的地段，因为在这些地段建造房屋，地震发生后很容易引发山体滑坡等二次灾害的形成，给房屋的建筑结构造成更大的威胁，增加房屋建筑的破坏程度。并且房屋建筑场地土层的厚度以及坚硬程度会对房屋建筑结构的稳定性有极大的影响，而泥石流等多发地，土层较薄又极易冲刷，因此十分不利于房屋建筑结构的抗震设计。

2.2地基和基础的设计

首先，有效地提高房屋建筑结构的抗震性能，应提高房屋建筑的整体性和刚性，换句话说，在设计房屋建筑结构时，为了提高房屋建筑结构的整体性和刚性，建筑内不同的单元应建立在性质相同的地基之上，并且结构相同的房屋建筑在选择地基的处理方式上应采用相同的标准即同一种地基的处理方式。其次，在房屋建筑基础的填埋深度上应按照相关的规定进行深度的填埋，尽量地增加基础填埋的深度，以保障地震发生时，基础不会由于填埋过浅使得房屋建筑的嵌固不深，导致房屋建筑在灾害中振幅加大，严重损坏房屋的建筑结构。因此，为了让房屋建筑能够发挥抗震的性能，应在规定下进行基础的深度填埋，并做好基坑的回填夯实处理，以使房屋建筑的基础能在地震发生的过程中保持稳定。最后，房屋建筑包括基础和上部结构两部分，要提高房屋建筑的整体性，应避免在基础室外的地坪下设置内外交圈的基础圈梁；并且要保证整体性应在房屋建筑上部结构以及基础部分间设置构造柱，用于连接房屋上部结构以及基础的圈梁；而在房屋建筑基础刚度不足的情况下可以在基底设置圈梁，以增加房屋建筑基础的刚度，提高建筑的抗震能力。

2.3房屋的高度和宽度设计

随着房屋建筑的高度增加，房屋建筑结构的抗震性能也会随之降低，而房屋建筑的高度和宽度比也对建筑的抗震能力有着重要的影响，随着房屋建筑高度和宽度比值的增加，建筑在地震作用下发生侧移和倾斜的程度也会增加，因此，地震对建筑物造成的危害也会越大。所以，为了保证房屋建筑抗震能力的提升，减轻地震对建筑造成的破坏，应根据相关的要求，限制房屋建筑的高度与宽度，并具体分析房屋建筑的具体用途，合理地设计房屋建筑的高度与宽度之比。

3 高层结构的计算 3.1高层结构设计计算的现状

当下由于建筑结构专业的设计工作量巨大，且过程繁琐，多数的设计师都是在建筑数据模型的基础下使用专业的结构设计软件进行设计工作。结构设计在引入电子算法之后其设计周期不仅仅大大地减少了，建筑的可靠度不得到了保证。此外，由于建筑行业目前的业态属于甲方市场，其方案的变动性具有不定性和频繁性的特征，使用软件设计能使得结构设计能迅速地更上甲方的需求且可以满足结构主体安全可靠。

3.2高层结构抗震计算在结构设计中的应用

在地震的受力模型下，建筑结构要承受来自地下竖向或者横向的波动，如果结构本身的水平受力强度不够，在受到横向的地震波动时候建筑很有可能会先倾倒后坍塌。如果结构本体的竖向受力强度不够，在遭遇来自地底纵向波动的时候很有可能会直接坍塌。因此需要设计软件模拟出地震波对建筑结构的影响，并预测建筑建筑在多大的波动情况下会导致坍塌，提前增设相关的地震防御措施。

结语

在这篇文章中，笔者仅从自身的实际工作经历出发，对当下我国建筑结构设计中的抗震设计体系进行了详细的分析介绍。由于文章简短，仍然由许多不足之处有待指出，希望这篇文章能够起到抛砖引玉的作用，引发读者更多的思考。

参考文献

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