摘要：近年来，随着科技的迅猛发展，各项新工艺、新材料、新技术在建筑行业得到了广泛应用，有效丰富了抗震设计手段，提升了建筑结构整体抗震性能。而建筑结构的抗震设计是一个完整、系统的过程，从场址的选择到建筑物的结构设计，抗震设计贯穿了整个过程。设计中要对建筑工程的地质条件进行相应的分析，从而采用相应的设计手段，来让建筑物的抗震性能得到有效的提升，以确保建筑物的稳定性和可靠性。本文在此从几个不同的方面对建筑结构抗震过程中的几个具体的设计要点做了一定的研究。
关键词：抗震设计；结构设计；抗震防线
前言：
抗震设计问题对于建筑尤为重要，为了增强建筑结构的抗震性能，一定要科学合理的抗震设计，有效提高现代建筑的抗震性能，以预防为主，从根本上有效保证建筑物的抗震性能，尽量减少地震所造成的破坏和损失。
一、建筑结构抗震设计概述
建筑结构的抗震设计就是指通过地震时对建筑结构的破坏，结合建筑结构工程长期实践所积累的经验，总结形成的一种基本的设计方法与设计思想，也是进行建筑与结构整体布置并且确定细部构造措施的一个过程。
我国所颁布的《抗震规范》提出了两阶段设计方法，以实现上述3个烈度水准的抗震设防要求。第一阶段的设计方案，必须要符合抗震设计原则，同时根据与基本烈度相对应的众值烈度（相当于小震）的地震动参数，通过采用弹性反应谱法求得结构在弹性状态下的地震作用标准值和相应的地震作用效应，接着与其他荷载效应按一定的组合系数进行组合，同时对结构构件截面，进行具有针对性的承载力验算，如果建筑物较高，还必须要进行变形验算，以保证其侧向变形不要过大。这样，一方面满足了第一水准下必要的承载力可靠度，同时也满足第二水准的设防要求（损坏可修）。当然，最后还必须通过概念设计和构造措施来满足第三水准的设防要求。
二、建筑结构抗震设计过程中的几个具体的要点
1、选择有利的抗震场地
地震对建设在不同地质条件上建筑设施的破坏作用有明显差异。在施工做好地基地质勘察工作，确保建筑场地有利于建筑设施的抗震，应避开对抗震不利地段，当无法避开时，应采取适当的措施提高抗震能力。按照建筑场地地基地质特点和受地震破坏作用的强弱进行有效分类，根据建筑场地的实际情况合理采取抗震措施，如根据地基地质抗震设防类别、地基液化等级等实际情况合理选择采用合理的基础形式，或者有效消除地基液化沉陷现象。
2、选择合理的结构布置
协调好建筑与结构的关系，要做到经济合理，便于施工。建筑物的开间、进深、层高、层数等平面关系和体型除满足使用要求外，还应尽量减少类型，尽可能统一柱网布置和层高，重复使用标准层。在结构布置时，应加强结构的整体性及刚度，加强构件的连接，使结构各部分以最有效的方式共同作用，加强基础的整体性，以减少由于基础平移或扭转对结构的侧移影响。在地震区为了减少地震作用对建筑结构的整体和局部的不利影响，应使结构各部分刚度对称均匀，各结构单元的平面形状应力求简单规则，立面体型应避免伸出和收进，避免结构垂直方向刚度突变等。平面的长宽比不宜过大，以避免两端相距太远，振动不同步，应使荷载合力作用线通过结构刚度中心，以减少扭转的影响。尤其是布置楼电梯问时不宜设在平面凹角部位或端部角区，它对结构刚度的对称性有显著的影响。
3、布置合理的平立面
建筑物的结构布置和建筑布局在很大程度上决定了建筑物的动力性能。如果建筑结构的布置基本符合了抗震的原则，建筑布局做到合理简单，就能确保房屋具备优良的抗震性能。另外，建筑物的平立面应该布置的对称、规则，在刚度和质量方面的变化要均匀，避免楼层错层的现象。对于体形相对比较复杂的建筑物应该设置合理的变形缝，在对其进行结构设计时应该进行内力调整和水平地震力作用的计算，并且应该对相对比较薄弱的环节加强有效的抗震构造的相关措施，同时对建筑物的高宽比和高度进行严格的控制。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
4、设计多道抗震防线
一般情况下，应优先选择不负担重力荷载的竖向支撑或填充墙，或选用轴压比不太大、延性较好的抗震墙等构件作为第一道抗震防线的抗侧力构件。结构体系中的抗震墙处于第一道防线，当抗震墙在一定强度的地震作用下遭受可允许的损坏，刚度降低而部分退出工作并吸收相当的地震能量后，框架部分起到第二道防线的作用，这种体系的设计抗震墙能够承受大部分的地震力。对于强柱弱梁型的延性框架，在地震作用下，梁处于第一道防线，其屈服先于柱的屈服，首先用梁的变形去消耗输入的地震能量，使柱处于第二道防线。为使抗震结构成为具有多道抗震防线的体系，也可在结构的特定部位设置专门的耗能元件。
5、刚度、延性和承载力的匹配
当建筑结构的抗力相对较高时，总体的延性的要求可以适当的降低；反之，当建筑结构的抗力相对较低时，总体的延性的要求就应该适当提高。地震时建筑物受到的地震作用的大小和其动力的特性紧密相关，应该具备合理的刚度、承载力的分布和与之相匹配的延性。一般情况下，想要提高建筑结构的抗侧刚度，都需要提高工程的造价并且降低建筑结构的延性。要想使得建筑物具备很强的抗倒塌的能力，最好的办法是使得建筑结构中的所有构件都具备相当高的延性，但是在实际的工程建设中却很难做到这一点。有选择地对结构中的关键杆件和重要构件的延性进行提高是切实可行的办法，相对来说还比较经济。所以，在对建筑结构的体系进行确定时，应该找到一种使得结构的刚度、延性和承载力相匹配的办法。
6、合理设置防震缝
建筑抗震性能的强弱很大程度上取决于这个建筑的整体刚度和整体稳定性。由此可见，建筑的形状和体型越规则则抗震性能越强，反之其抗震性能就越差。但是从建筑的美学角度出发，建筑设计人员在进行方案创作时不可避免地会在平面、立面和造型处理上做一些变化。这个时候就应当尽量在适当部位设置防震缝，将建筑物分割成若干个体型相对规则、结构刚度均匀的独立单元，以防止在地震力的作用下由结构刚度和体型差异而引起的结构破坏。
通常，防震缝的设置部位一般在建筑物立面高差大于6m时；建筑物有错层，且错层高差较大时；建筑物各部分结构刚度、质量截然不同时。当因建筑原因不宜留防震缝时，也应留混凝土后浇带。
7、选用分体柱
短柱自身抗弯远比抗剪能力强，因此在地震过程中通常是没有充分发挥其抗弯能力时就已经发生剪坏破坏，对此，设计人员应当降低短柱的抗弯能力，使其与抗剪强度接近或者略低，这样在地震过程中，短柱先达到抗弯的屈服强度，表现其延性破坏形态。在设计过程中常用的降低抗弯强度方法，就是将柱子沿竖向设缝将其分为若干个分体柱，分体柱的配筋可在柱肢间布置一定数量的连接键，从而提高构件刚度与抗震耗能能力，常见的连接键主要包括分隔板、通缝、摩擦阻尼器等，笔者对于分体柱使用性能状态的理论与试验发现，分体柱的选用尽管无法提高柱子的抗剪能力，但是在降低抗弯能力的同时，有效提高柱子的延性与整体变形能力，短柱的破坏形态从剪切型向弯曲型发生转变，达到了设计人员由短柱向长柱转变，极大改善短柱的抗震能力，目前分体柱已经在高层建筑工程中得到广泛应用。
8、做好建筑结构消震和隔震设计
在消能减震与隔震设计方面，可以选择密实度高的地基，还能运用下列几点措施。首先，在选择结构构件材料上，要选择延性好的，以消耗地震能量，确保在地震作用下建筑物不倒塌；其次还可依据建筑的实际需求，设计适宜的隔震系数，设置某种隔震装置在基础和上部结构之间进行设置，致使地震能量降低向上部的输入，进而使上部结构振动降低，基础隔震类型主要有摩擦滑移隔震、叠层橡胶支座隔震、支承式摆动隔震、混合隔震、滚动隔震等；除此之外，改变结构体系的动力特性，可对结构自身的某些构件作构造上的处理，或附加子结构系统或消能装置在结构的一些部位。当前常用的消能减震装置有摩擦阻尼器、金属屈服阻尼器、勃弹性阻尼器、勃性液体阻尼器、铅挤压阻尼器等。
三、结语
综上，建筑结构的抗震设计是一个完整、系统的概念，从场址的选择到建筑物的结构设计，抗震设计贯穿了整个过程。设计中要准确、合理地采用各种不同的抗震设计思路和方法，选取科学有效的抗震措施，进而全面提高建筑结构工程设计中的抗震设计质量。
参考文献：
[1]刘东辉.试析建筑结构设计中抗震理念的运用[J].中国建筑金属结构，2013（2）：75.
[2]徐宜，丁勇春.高层建筑结构抗震分析和设计的探讨[J].江苏建筑.2009 年第8 期
论文作者:谢伟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第13期
论文发表时间:2019/7/23
标签：建筑结构论文; 结构论文; 延性论文; 刚度论文; 建筑物论文; 建筑论文; 构件论文; 《基层建设》2019年第13期论文;