广东省惠阳建筑设计院 516000
摘要：随着建筑市场的蓬勃发展，建筑项目逐渐增加，建筑在地震作用产生结构破坏的形式引起广大结构设计工程师的关注，在新时期下，各种各样的抗震结构设计方法也应运而生。采用新型的钢结构、BIM技术、隔震技术等现代的科学技术进行建筑结构的抗震设计，不仅能够保障建筑的抗震性能，还能高效率的指导建筑结构施工。本文结合建筑抗震结构设计的目标及建筑抗震结构计算方法，探讨了利用新技术的建筑抗震结构设计。
关键词：技术；抗震；建筑
引言：随着人类生活水平的日益提高，人们对自身居住安全的重视程度也越来越高，特别是在高烈度地震区，防震、抗震工作显得尤为重要。如何能够让建筑在地震中保持安全，不受严重的损害，是当前建筑施工设计必须要考量的一个大问题，特别是近年来地震频繁，人们的生命财产受到严重威胁，建筑安全则成了社会安全的一个重要影响因素，为保证建筑的抗震能力，设计人员必须要根据相关标准，利用新时代的抗震设计方法，设计出具有相当抗震能力的建筑。
一、建筑抗震结构设计的目标
目前我国的抗震设计规范中主要遵循“小震不坏，中震可修，大震不倒”的原则，在建筑结构的防震设计上，设计方可以按照多遇烈度、基本烈度和罕遇烈度这三个层次进行考虑。从概率上看，多遇地震烈度是发生机会较大的地震级别。按照现行规范设计的建筑，在设计上要达到这样的防震效果：当遭遇多遇烈度作用时，建筑物处于弹性阶段，通常不会损坏；当遭遇相应基本烈度的地震时，建筑物将进入弹塑性状态，但一般不会发生严重破坏；当遭遇罕遇烈度作用时，建筑物可能会有严重破坏，但不至于倒塌。
二、建筑抗震结构计算方法
1.反应谱法
反应谱法是一种拟静力方法，利用动力方法计算出相关质点系统，在此基础上建立反应谱。结合加速度反应谱计算出建筑结构具有的最大惯性力，借助这个力量来平衡建筑的地震荷载，并利用静力方法来计算结构力。反应谱法包括了两种方法，一种方法是底部剪力法。这种方法常用于刚度和质量在竖直方向上分布均匀的结构。通过计算结构的第一振型周期来确定地震对建筑的影响系数，并结合建筑结构的重力荷载来计算地震对建筑的总影响，再对各层的结构设计进行分配。另一种方法是振型叠加法，以振型叠加原理为基础根据，将多自由度体系转换为单自由度体系进行叠加，对应各种振型在地震发生时的反应和作用效果，计算叠加方式来增加结构的总抗震能力。
2.静力弹塑性法
静力弹塑性法主要采用了PKPM程序中的EPDA&PUSH模块，对结构进行了静力弹塑性分析（Pushover analysis），估量建筑的结构在地震的情况下会产生多大的抗震能力，并将结果作为地震时建筑弹塑性作用的评价参考。同时，借助静力弹塑性分析，还使结构在地震时最薄弱的部位和屈服部位更容易被找到，并能够找到屈顿序。
3.弹性动力时程法
弹性动力时程分析法抗震结构设计的原理是，根据地震烈度、高层建筑场地类别以及设计分组的判断，然后选用合适数量的地震地面运动加速度的记录，对其积分然后求解运动方程，最终计算出在模拟的地震中建筑的加速度、速度以及位移的响应，进行抗震设计。高层建筑运动方程是独立的，我们要计算各个时刻的结构反应只需用到数值方法求解。
三、利用新技术的建筑抗震结构设计
1.利用钢结构在建筑抗震设计
钢结构所具备的上述特点使其在建筑应用上具有砖混结构、混凝土结构所没有的独特优势。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆首先，钢结构自重轻，且延性好，因此所建建筑的抗震性能优良，因其总质量小，地震力效应相应也小，而其良好的延性也能对地震效应起到缓冲作用、混凝土施工时管道般需要在梁底通过，这样会占用较大空间，使楼层净高减少、而使用钢结构可在梁腹板处开孔走管道，因此建造相同的楼层高度，采用钢结构可达到提高层间净高的效果。此外，与传统结构需要“肥梁胖柱”才能建造较大开间相比，由于钢结构轻质高强，因此可以简中实现大跨与复杂几何结构，创造开放式建筑。其在抗震性能上相对传统的结构有很大的优势。
2.利用BIM技术的建筑抗震结构设计
BIM技术是利用三维模型将真实的建筑构件展示出来，传统的建筑结构设计中，常采用CAD技术进行施工图纸绘制，这种方法很难将更多的建筑构件信息表示出来，运用BIM技术在设计阶段，构建建筑构件三维实体模型，能直观的观察建筑构件，分析建筑结构的功能布局，推断建筑体量。在大型的建筑工程结构设计中，采用BIM可视化技术，能对建筑结构进行动态演示，对建筑结构的尺寸、相符度进行考察，从而确定最优设计方案，采用BIM技术能快速的检测出建筑结构设计中存在的漏洞，确保设计质量。这种监测的过程不仅能消除施工过程中的硬碰撞和软碰撞，更能减少建筑施工过程中的返工问题和错误带来的损失，进而优化设计到后期优化施工图出图并交底，建筑施工人员也可用BIM技术碰撞检查优化后的3D模型方案进一步进行施工进度模拟和施工统筹模拟，提高建筑结构的抗震性能和质量。
3.利用隔震技术的建筑抗震设计
现代建筑“基础隔震”概念的基本原理是在建筑物上部结构与基础之间设置安全可靠的隔震柔性底层，使建筑物与基础隔开。这样，支撑在隔震系统上的整个建筑物在地震时便具有较大的剪切变形能力，使地震的各种破坏力对上部建筑物的直接拉力降至最小，减小上部结构的地震反应（一般可减小至1/5左右），确保建筑物在任何突发强地震中不被破坏和倒塌，是一种立足于“隔”的以柔克剐、以隔减震的积极抗震的方法。可以说，从“抗”到“隔”，是抗震设防策略的一次重大改变和飞跃。建筑隔震橡胶支座结构设计时的主要参数有：
①形状系数，第一形状系数S1主要体现薄钢板对橡胶板的约束效果，第二形状系数S2主要反映橡胶支座在受压时的稳定性。根据国内外研究成果和工程经验，一般取S1≥15，S2=3～6。
②外形尺寸。已有研究结果表明：橡胶支座发生的水平变形在高达支座平面尺寸的60%时也是安全的，因此推荐的支座直径为D=DT/O.6（DT为最大水平位移）。实际应用中，一般取D=DT/O.55。橡胶支座的高度日可以根据形状系数和其他有关参数设定，对于Φ400、Φ500、Φ600的支座，一般H分别采用150mm、175mm和200mm比较合适。
③夹层钢板厚度。橡胶支座的破坏表现为夹层钢板的断裂，钢板越厚，钢板发生屈服强度和屈服的位移量越大。钢板的厚度t。一般为2～4mm。
④胶层厚度及层数。在一定范围内，橡胶支座夹层钢板与胶层厚度之比越大，则支座的竖向承载力越大。
⑤铅芯直径。铅芯的大小直接影响到支座的阻尼，可以根据设计的阻尼性能选定。
四、结语
为了能够更好的保护人们和社会的财产和生命的安全，一定要加强对建筑抗震设计研究。在建筑结构抗震计算中常用的方法有反应谱法、静力弹塑性法、弹性动力时程法，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，利用钢结构、BIM技术、隔震技术等科学有效的抗震设计方法进行建筑的抗震设计，以保证建筑物在相应的防震标准下进行施工，提高建筑的抗震性能，保证建筑的安全。
参考文献：
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[2]黄鹤.建筑结构基于性能的抗震设计理论及方法[J].中国高新技术企业，2012.
[3]陈晓光.钢结构抗震设计浅谈[J].工程建设与设计，2008（11）.
[4]黄亚斌.BIM技术在设计中的应用实现[J].土木建筑工程信息技术，2011.
论文作者:龙唐福
论文发表刊物:《基层建设》2016年16期
论文发表时间:2016/10/27
标签：建筑论文; 支座论文; 建筑结构论文; 结构论文; 结构设计论文; 烈度论文; 静力论文; 《基层建设》2016年16期论文;