摘要：人们对建筑的安全性、适用性和耐久性要求越来越高，加之，近些年来地震灾害频繁发生，我国提高了地震设防标准。但是，在实际工程的设计过程中，存在抗震设计意识薄弱，结构安全性考虑不全面等诸多问题，直接影响了建筑结构的安全性能。为了减小地震灾害带来的生命财产损失，应当在建筑结构设计时，选择符合抗震概念的设计方案，合理布置结构体系，加强抗震构造措施，以提高建筑结构的抗震性能。
关键词：地震震害；抗震措施；概念设计；
引言
近些年来地震灾害频繁发生，如：汶川地震，大量房屋倒塌，很多人在该地震中丧生。为了保证人的生命财产安全，我国提高了抗震设防标准如：《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010（2016年版），提高了部分地区抗震设防烈度[1]；2016年山东省人民政府发布意见规定：新建（改建、扩建）房屋建筑应符合抗震概念设计要求优先选用有利于抗震的结构体系和建筑材料，并不低于地震烈度7度进行抗震设防。
为了减小地震灾害带来的生命财产损失，应当在建筑结构设计时，严格按照规范要求，采取必要的抗震措施，提高建筑结构的抗震性能。
1地震震害
1.1地震震害的严重性
2008年5月12日，四川省汶川县发生8.0级地震，大量人员伤亡，造成巨大的经济损失，是自建国以来影响最大的一次地震。
1.2未进行抗震设计的建筑震害严重
2013年4月20日，四川省芦山“4•20”7.0级强烈地震，震中芦山县龙门乡99%以上的房屋倒塌，芦山县老城区、乡镇多数房屋倒塌。
2013年07月22日甘肃省定西地震人员伤亡的主要原因是土坯房等房屋倒塌造成的。
地震中倒塌最多的是一些未进行抗震设计的土坯房，木结构房屋及一些抗震级别较低的老旧砖混结构房屋。
1.3抗震设计的必要性
汶川地震以后，我国提高了抗震震设防标准，成效显著，汶川大地震以后援建雅安的医院、学校等项目，在雅安地震中受损较轻，主体结构完好，成为地震中的避难区。由此可见，抗震设计是十分必要和有效的。
2抗震设计中存在问题
1、项目场地选择不合理，如有些项目建在山嘴、陡坡、河岸和边坡等抗震不利地段，或建在杂填土、软弱土、盐渍土等不良地基位置。加之，有些项目缺少岩土工程勘察资料或资料不全，使设计缺少了必要的依据。
2、结构布置外形不规则、不对称，平面刚度和竖向刚度刚度不均匀不对称，结构受力体系选择不合理，导致结构形心质心偏心大，对抗震十分不利。
3、抗震设计不能准确的确定结构抗震等级，不满足规范及标准要求。这主要是对场地土类型、结构类型、建筑高度、设防烈度等因素综合评定不准造成。
3抗震措施
3.1建筑物选址
选择建筑场地时，应根据工程需要和地震活动情况、工程地质和地震地质的有关资料，对抗震有利、一般、不利和危险地段做出综合评价。对不利地段应提出避开要求，对无法避开时应采取有效措施。对危险地段，严禁建造甲、乙类建筑，不应建造丙类建筑[1]。
场地类别直接影响地震作用的大小。场地类别是决定地震影响系数，特征周期的重要因素之一。如工程1，地上五层，框架结构，位于8区。在Ⅰ1类场地与在Ⅱ类场地下，抗震计算的各参数对比如表1。
表1 Ⅰ1类与Ⅱ类场位移角对比表
表1表明，Ⅰ1类场地位移角能满足抗震要求，Ⅱ类场位移角明显比Ⅰ1类场地位移角大，不能满足抗震要求。
实际发生的地震灾害表明，同样或相近的建筑，建于Ⅰ场地震害较轻；建于Ⅲ、Ⅳ类场地震害较重。
由此可见，场地越不利，地震作用越大，建筑结构就需要更高的抗震性能来抵抗地震作用，增加造价。因此，选择合适的场地是结构抗震设计中有效、可靠经且经济的措施。
3.2建筑结构设计
3.2.1注重概念设计
《建筑抗震设计规范》规定建筑设计应根据抗震概念设计的要求明确建筑形体的规则性[1]。
概念设计是十分必要的：
（1））实际发生的地震有很多不确定因素，如震级大小、震源深浅、地震波的运动性质以及对建筑物的破坏作用等。历史地震资料有限，现有抗震计算理论也存在一些缺陷，而且材料的性能、施工的质量都会影响结构的抗震能力。所以仅依靠现有理论难以准确预估实际地震的大小和结构的实际抗震能力。
（2）抗震设计要求的“三水准”设防目标和两阶段设计过程，地震作用计算及结构构件的承载力抗震验算，仅能满足第一水准（“小震不坏”）要求，多数结构要满足第二、第三水准（“中震可修”、“大震不倒”）的设防要求，需要进行概念设计。如有薄弱层结构，需要抗震概念设计进行薄弱部位弹塑性变形验算，并采用相应的抗震构造措施。
3.2.2结构布置力求规则
结构的规则性是建筑结构设计中非常重要的问题，建筑形体及其构件布置应避免形成平面和竖向的不规则。
结构自身不对称、不规则，平面质量中心与刚度中心不重合，将导致水平地震作用下结构的扭转，扭转作用会加重结构的破坏，结构及构件的抗扭能力位较弱，将导致结构的明显破坏，甚至在某些情况下扭转将成为导致结构破坏的主要因素。平面不规则还会使抗侧力构件之间不能良好的的协同工作及影响水平传力途径。
竖向不规则会影响竖向传力途径以及产生薄弱层[4]，对抗震不利且增加造价。例如，工程2，地上6层，一二层为办公层高4.8m，三~四层为宿舍，层高3.6m，框架结构，位于8区。该工程层高突变，功能不同荷载布置变化大，竖向不规则。一二层产生薄弱层，计算结果如下：
Floor No.2 Tower No.1
Ratx1=0.8975 Raty1=0.9377
Ratx2=0.8975 Raty2=0.9377
薄弱层地震剪力放大系数= 1.25
Floor No.3 Tower No.1
Ratx1=0.8913 Raty1=0.9843
Ratx2= 0.8913 Raty2= 0.9843
薄弱层地震剪力放大系数= 1.25
目前，抗震设计计算还处在“估算”阶段，结构越规则，“估算”的可信度越高，对复杂结构难以估算其地震时反应。实际工程的抗震设计应重视结构的规则性。
3.2.3合理选择结构体系及合理布置构件
影响结构体系的因素有很多，如建筑高度，建筑形体，建筑功能，抗震设防类别、抗震设防烈度，场地类别等，结构体系问题是抗震设计的关键问题。
结构体系要求受力明确、传力途径合理且传力路线不间断，具备必要的抗震承载力，良好的变形能力和消耗地震能量的能力[4]。
结构体系是由各类构件相互连接而成的，要满足结构体系的要求，结构构件设计可以从承载力、刚度、延性、连接几个方面着手，使各构件合理协调工作。
抗震结构要承担常规荷载及地震作用，常规荷载要求结构要有足够的材料强度和刚度，但是在地震作用下，并不是材料强度和刚度越高越好，刚度大吸收的地震能量也大，反而不利，这就需要构件具有良好的延性（即变形和耗能能力），以增加抗震抗倒塌能力[4]。
结构的强度、刚度和延性要均衡，仅有强度而缺乏足够的延性，强烈地震下很容易倒塌。反之，延性好而强度不足（如纯框架结构），在强烈地震下会产生很大的变形，进而产生严重的破坏甚至倒塌[4]。
结构的受力构件最重要的是梁、柱（墙），合理布置梁柱能达到良好的抗震性能。如上述工程2，Y方向地震作用下位移角超限，采用加大柱截面和加大梁截面两种的方法调整。计算结果显示：加大柱截面，X方向地震作用位移角略有增大，Y方向地震作用下位移角几乎没有变化；而在满足“强柱弱梁”的前提下，适当加大周围框架梁截面，能有效提高抗侧力能力，计算位移角见表2。
表2 加大梁、柱截面位移角对比表
除此之外，各构件之间的连接要可靠。钢筋混凝土框架结构梁柱节点应满足抗震计算要求及相应构造要求，施工时应保证节点质量。钢结构的连接节点要合理的选用刚接节点或铰接节点，焊缝连接或螺栓连接，并保证连接质量及使用过程中节点的维护。
3.2.4楼梯
发生强烈地震时，楼梯是重要的逃生通道，在抗震设计时，楼梯间的布置应尽量减小造成的结构平面不规则，楼梯结构应具有足够的抗倒塌能力。
合理选用楼梯形式。滑动支座楼梯的抗震性能良好，工作可靠，楼梯结构对主体结构的影响可以忽略不计；抗震楼梯需要加强其构造措施，如梯段板最小厚度要求，梯段板边缘加边缘构件等以抵抗地震作用。
3.3抗震构造措施
根据多次地震震害的经验，抗震设计不仅仅依赖于“结构计算”，在很大程度上取决于合理的抗震构造措施[5]，如最小板厚、最小配筋率、各构件各抗震等级下的最小抗震锚固长度等必须满足规范要求。
3.4采用新技术新材料
减震技术，在结构上适当设置减震消能构件，隔震技术，较少地震输入结构的能量，均可以减少结构的破坏。
采用新材料，如结构内外墙体，采用轻质高强材料，减少结构的总体重量，以减少结构的地震反应。
4结语
抗震设计时，应注重概念设计，力求建筑结构布置规则合理，选择合理的结构体系，选择安全适用的楼梯形式，采取必要的抗震构造措施，采用隔震、减震等新技术
参考文献：
[1]GB 50011-2010，建筑抗震设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2016年版.
[2]山东省人民政府.山东省人民政府办公厅关于进一步加强房屋建筑和市政工程抗震设防工作的意见（鲁政办发〔2016〕21号），2016年.
[3]朱炳寅，高层建筑混凝土结构技术规程应用与分析[M].中国建筑工业出版社，JGJ3-2010.
[4]朱炳寅，建筑抗震设计规范应用与分析[M].中国建筑工业出版社，GB 50011-2010.
[5]中国有色工程有限公司，混凝土结构构造手册，[M].中国建筑工业出版社，第四版.
论文作者:油美美
论文发表刊物:《基层建设》2018年第25期
论文发表时间:2018/9/17
标签：结构论文; 构件论文; 建筑论文; 刚度论文; 位移论文; 场地论文; 措施论文; 《基层建设》2018年第25期论文;