陕西冶金设计研究院有限公司
摘要：建筑结构设计中的抗震设计主要是指建筑结构抗震设计原则和设计概念，其不以计算为基础，根据设计理论和工程经验，对现有设计方案和设计概念进行评估，评估方案是否满足抗震要求，主要包括分析、综合评价等步骤。建筑结构设计中的抗震设计是基于“实用、经济和安全”这一理念而产生。因此为了保障抗震设计的有效性，本文阐述了建筑结构设计中的抗震设计要求及其意义，对建筑结构设计中的抗震设计问题及其抗震措施进行了探讨分析。
关键词：建筑结构设计；抗震设计；要求；意义；问题；措施
自然灾害是我们人类目前无法控制的，而在面对地震这样的自然灾害时，人类的力量就显得微不足道。因此在现代建筑结构设计过程中，提高建筑物抵抗自然灾害的能力是我们唯一能够做到的与自然灾害抗衡的方法。建筑结构的抗震设计就是为了保障建筑物在抵御地震灾害时能够保证人民生命财产避免受损所采取的基本措施。以下就建筑结构设计中的抗震设计进行了探讨分析。
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一、建筑结构设计中的抗震设计要求及其意义分析
1、建筑结构设计中的抗震设计要求分析。《建筑抗震设计规范》对建筑抗震设防提出“三水准、两阶段”的要求，“三水准”即“小震不坏，中震可修，大震不倒”。当遭遇设防烈度低于本地区抗震设防烈度的多遇地震时，结构处于弹性变形阶段，建筑物处于正常使用状态，因此要求建筑结构满足多遇地震作用下的承载力极限状态验算，要求建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值，从而实现小震不坏，中震可修的设计水准。对于大多数结构，可只进行第一阶段设计，而通过概念设计和抗震构造措施来满足第三水准的设计要求。当遭遇设防烈度相当或大于本地区抗震设防基本烈度地震时，对于地震易倒塌结构、具有明显薄弱层的不规则结构及有专门要求的建筑极易屈服进入非弹性变形阶段，这时就要进行结构薄弱部位的弹塑性层间变形验算并采取相应的抗震构造措施，实现第三水准的设防要求，确保大震不倒，从而不造成巨大的人民生命财产损失。
2、建筑结构设计中的抗震设计意义。（1）提高抗震能力。笔者认为需要做好以下几点：第一、在建筑中要考虑地基的稳定性因素，挑选对抗震有利的地基，防止抗震发生时地基变形或地基失稳导致建筑破坏；第二、同一建筑单元基础要设计在相同地质条件的地基土上，并选用合理的基础形式以确保结构的整体性从而提高结构的在地震作用下的抵御力；第三、建筑尽量做到规则、对称，以降低地震作用导致的建筑变形过大而造成的破坏；第四、建筑整体结构设计中要多设几道抗震防线，以提高建筑的抗震力；第五、最大程度减小建筑自身重量，从而减小地震作用力。由于地震力的大小和建筑质量有着直接关联，所以建筑自重的对地震力的大小有直接的影响，建筑质量小了，地震时建筑吸收的地震作用也会随之减小。从而对建筑物造成的影响也会减小。（2）采取减震措施。常用的方法有两种，第一种在建筑基础与建筑的主体部分之间加设一个隔震层，这种方法设计概念清晰，理论明确，已被大量应用于实践中。第二种方法是在建筑物的顶端部分加设一个“反摆”。此反摆的作用是能够在地震时使建筑物的位移方向相反，降低了加速度，从而减小地震的作用。根据相关研究分析，如果对“反摆”设置合理，那么对降低地震影响的概率可达65％左右。（3）保证建筑刚度。地震灾害给建筑物带来的破坏力不可估量，因此只有在建筑设计过程中保证建筑主体具有足够的刚度才能抵御地震力。通常结构的刚度主要是由竖向抗侧力构件来提供，所以建筑平面中合理布置混凝土墙体和柱子的布置尤为重要。
二、建筑结构设计中的抗震设计问题分析
建筑结构设计中的抗震设计问题主要体现在：（1）结构形式的选择。选择合理的结构形式保障建筑物的刚度非常重要。框架结构，框架-剪力墙结构，剪力墙结构，混合结构等结构形式是设计中常用的结构形式，主要根据建筑功能来确定合理的结构形式，例如高层住宅建筑通常选用剪力墙结构，高层办公楼选用框架剪力墙结构或者框架核心筒结构等。（2）结构规则性控制。结构规则性包含平面规则和竖向规则，通常建筑结构主要遵循的布置原则是，对称，均匀布置，避免平面凹凸不规则和竖向收进使得建筑物刚度横向和纵向分布均匀。《建筑抗震设计规范》是通过控制建筑物的弹性层间位移角和位移比来控制建筑结构的刚度及规则性，从而达到抗震设防的目的。结构规则性主要表现在建筑主体抗侧力构件的布置上。第一、建筑主体抗侧力构件需要注意两个主轴方向的刚度需要比较接近。第二、建筑主体抗侧力构件延竖向变化比较均匀，避免竖向突变的情况。
（3）加强薄弱部位抗震措施。在追求时尚新颖的建筑形体设计时，不可避免形成结构薄弱部位，对于这些不利于抗震的部位必须采取加强措施。不能因为其中一小部分的破坏而使整个结构体系丧失抗震能力。
三、建筑结构设计中的抗震设计策略分析
1、合理提高抗震设计等级。研究表明，以地震灾害分析50年为一个分析周期，而小震的重现期为50年，小震灾害已经超过抗震设计安全烈度的概率为62%；中型地震的重现期为475年，中震灾害已经超过抗震设计安全烈度的概率为10%；大型地震的重现期为2000年，大震灾害已经超过抗震设计安全烈度的概率为2%。因此，一些建筑设计专家指出，我国地震多发地带应该及时提高建筑的抗震等级，严格控制建筑的抗震设计，确保建筑的抗震稳定性。
2、严格结构体系的选择。抗震设计需要保证建筑物的整体协调性，最重要的是要选择合理的建筑结构体系，因此建筑抗震概念设计过程中，一定要让所设计的建筑物结构体系同时满足这两大条件：第一，建筑结构的稳定性；第二尽可能增加结构的冗余度。对于一个科学合理的建筑体系而言不仅可以有效满足变形的要求，同时还可以有效抵抗冲击力的要求。因此在选择建筑物结构体系时，既要注意建筑物传力途径的简洁性，同时又要注意受力计算的明确性，尽可能让建筑物的竖向受力构件不出现转换，全部落地，这样在发生地震时可以有效避免建筑物倾斜或局部受损严重等现象的出现。
3、规范建筑形体。建筑形体及构件的不规则类型主要有：扭转不规则、凹凸不规则、楼板局部不连续，具体可以通过设计软件模拟计算，对分析计算结果的进行判断，如扭转不规则，体现在：位移比不宜大于1.2且不应大于1.5，周期比对于A级高度建筑不应大于0.90。竖向刚度不规则的主要类型有：侧向刚度不规则、抗侧力构件不连续、楼层承载力突变等，如侧向刚度不规则就要求本层的侧向刚度不小于相邻上一层的70%及其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%等。如设计结果不满足，设计人员应调整构件布置及截面，对模型重新进行分析，尽量做到使结构规则。如确实满足不了，则应对薄弱部位进行重点加强。如平面规则而竖向不规则的建筑，刚度小的楼层的地震剪力，规范要求乘以不小于1.15的增大系数以放大地震剪力实现抗震规范的“强减弱弯“的设计思想。
综上所述，建筑结构设计中的抗震设计概念应用需要综合考虑建筑的使用功能、设防烈度、场地类别、地基基础类型、建筑高度、结构材料和施工工艺等，选择经济性良好、安全可靠的建筑结构体系，从而提高建筑结构抗震能力。
参考文献
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[3]简庆平.建筑设计在建筑抗震设计中的重要作用分析[J].建筑知识，2016
[4]马立博.建筑结构抗震设计理念与方法分析[J].绿色环保建材，2019
论文作者:姬丽丽
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/9/17
标签：建筑论文; 结构论文; 刚度论文; 建筑物论文; 结构设计论文; 烈度论文; 建筑结构论文; 《城镇建设》2019年第15期论文;