建筑结构抗震设计关键问题分析刘金亭

建筑结构抗震设计关键问题分析刘金亭

刘金亭

（山东星合建业集团有限公司山东潍坊261500）

摘要：我国地处环太平洋地震带与欧亚地震带之间，地震等自然灾害发生频繁。随着人们安全意识的不断加强，对建筑工程的抗震功能有了越来越多的期望，促使建筑工程领域对建筑物的建筑结构抗震性能的设计工作不断完善、加强。随着科技的不断进步，建筑物的建筑结构抗震性能设计工作越来越完善，总结归纳了很多建筑结构抗震设计的方法。但是，怎样从地震环境与社会发展的实际情况中去不断完善建筑结构的抗震设计，依然是建筑工程领域发展路上的一大任务。

关键词：建筑工程；结构；设计；抗震；问题

1建筑结构抗震设计的内涵及其原则

1.1建筑结构抗震设计内涵

由于地震是一种难以预测的自然灾害，一旦发生带来的直接后果十分严重，所以，应该从提高建筑结构整体的抗震性能出发，加强其抗震设计。具体来说，在建筑工程建设期间，相关企业和工程师需要结合实际情况来综合考虑建筑结构的抗震设计，不同结构单元之间应该采取有效分离或连接的方式。一般情况下，建筑应该采用加强连接的方式，设置多道抗震防线来避免或减小地震后余震对建筑本身的破坏。而正确处理不同构件间的强弱关系有利于形成多道防线，以此来提高整个建筑的抗震性能。只有保证建筑构件具备较强的稳定性、刚度以及延性等特征，才能在真正意义上体现建筑结构的抗震性能，进而保证建筑结构的完整性。

1.2建筑结构抗震设计应遵循的原则

1）建筑结构构件应该遵循“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱（墙）”的原则。2）不应该将承受竖向荷载的构件作为主要耗能构件。3）在整个建筑结构抗震设计中，要尽可能地设置多道防线，以避免结构在承受住第一次地震破坏后难以抵御之后的多次余震。4）在建筑结构抗震设计中，相关人员应该有目的、有意识地对结构中的薄弱部位进行把控，确保其有足够的变形能力不会使薄弱层发生转移，以此来提高整个建筑结构的抗震性能；等等。

2建筑结构抗震设计的关键问题

2.1合理选择抗震场地

第一，合理选择建筑地基。一般来说，地震给建筑结构带来的破坏不仅来源于地震自身，建筑物所在场地也起到了一定的作用。因此，在选择建筑物场地过程中，应有效避开地震活跃地段，尽可能选择地质稳定的位置作为建筑物场地。第二，采取合理措施，加强地基的稳定性。具体来说，主要表现为以下几个方面：（1）避免那些液化、土质松软的场地，如果实在无法避开，则需要依据地质液化登记以及抗震等级进行必要的防震设计；（2）针对极易出现滑坡地裂的位置，施工人员需要采用合理方式，提升地表稳固性和抗震指数；（3）针对粘性土质较多以及土层分布不均的场地，需要增加桩基设计来有效提升建筑地基的抗震性和整个建筑的抗震能力。

2.2选择合理的建筑抗震结构体系

第一，科学的建筑结构抗震体系体现在确保建筑结构局部受损的情况下，不会影响整体的抗震能力。对于建筑结构的抗震性设计而言，必须具备相应的内力重新分配功能，使震后建筑局部构件在无法正常使用的情况下，其余结构能够起到相应的支撑作用，以免建筑物出现整体失稳的情况。第二，建筑抗震结构体系应具备清晰的计算简图和合理的地震作用传递路径。要求在设计建筑工程过程中，在垂直重力荷载作用下应尽可能使用竖向构件，并采用均匀分布的方式。第三，强抗震建筑在具有良好承载力的同时，还需要具备较强的变形能力和减弱地震能量的能力。当前，很多建筑都是钢筋混凝土结构，具备优良的重分布能力和塑性内力，能对地震能量起到明显的消耗作用。第四，具备合理的刚度和强度。建筑结构刚度与强度的合理分布能有效避免建筑内部相关构件因局部变化而造成建筑失稳的情况。此外，在设计建筑框架结构过程中，还需要采取合理措施避免基本节点的损坏。同时，还需要重点关注建筑结构抗震能力较弱的位置，切实提升建筑结构的抗震能力。

2.3重点关注建筑平面布置的规则性

具体来说，主要表现为以下几个方面：（1）确保建筑主体的抗侧力结构能够沿着竖向断面均匀分布，以免发生突变情况；（2）建筑主体抗侧力结构的两个主轴刚度及变形特征确保一致；（3）在对建筑主体抗侧力结构进行平面布置的过程中，还需要确保中央核心与四周结构刚度的协调性，有效提升建筑结构的抗扭强度，以免建筑结构在地震破坏力的影响下产生较大的扭转变形，甚至倒塌的情况；（4）在对建筑主体抗侧力结构进行平面布设的过程中，需要尽可能保持同一主轴方向上的各个抗侧力结构刚度的协调性和均匀性。

3建筑结构抗震设计优化的具体方法

3.1合理布局地震外力能量吸收与传递的渠道

在对建筑结构中的抗震性能进行设计时，要科学设计建筑结构的布局，重视设计建筑结构中地震外力能量吸收与传递的渠道。在建筑布局时，使建筑工程的柱、墙和梁的轴线在同一个平面中，这样能够使建筑结构的抗震力形成双向抗侧力。地震中会对建筑物中的某些部分形成弯剪式的破坏，这就在一定情况下减少了地震对建筑物的破坏，进而提升了建筑结构的抗震性。

3.2根据抗震等级采取地震构造优化措施

必须根据震级对建筑物自身的情况进行建筑结构抗震性设计，进一步使建筑物满足地震预防的3个要求。依据抗震等级对建筑物的建筑结构选择相应的地震构造优化方法，贯彻其设计的根本原则。在抗震性能设计过程中测试出建设最优抗震性能的所需的具体要求，这样，才能够计算出建筑结构在地震中的最大受力值。

3.3设计多元化的抗震防线

在建筑结构抗震性设计中要设计多元化的抗震防线，以进一步提高建筑结构的抗震性。在地震发生时，建筑结构中抗震性好的部分冲在抗震前线，然后依据抗震性能的高低来担任抗震第二、三线，以此来减少地震对建筑结构的破坏，提高建筑结构的抗震性。同时，因不同地区的地质环境不同，地震发生频率也不相同，设计者在设计建筑结构抗震性时应考虑其综合因素，自主决定抗震防线的数目。

3.4严格规定建筑结构抗震标准

因地震受灾区的不同，各个城市对抗震性等级的需求也不同。在地震频发的城市，人们对建筑结构中的抗震性有极高的要求。因此，在建筑结构抗震性能设计工作中，要综合考虑到建筑物的场地选择、抗震性的设计问题等，使受灾区的抗震性到达标准要求，进而提高建筑结构抗震性。

结束语

综上所述，建筑结构的抗震设计是一项十分严谨、系统、完整、科学的设计过程，它贯穿于整个建筑工程的全过程。同时，科学严谨的抗震设计还从某种程度上检验着整个建筑结构设计的合理性。所以，应该遵循建筑结构抗震设计的原则，对其中的场地选择、结构体系选择、防震缝宽度设置以及建筑平、立面布置等方面认真研究，在保证建筑结构抗震性能的同时，为建筑业的良性发展奠定基础。

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