关于建筑物结构抗震设计的几点思考

杨建辉

陕西中建西北工程监理有限责任公司710003

摘要：地震是我国常见的地质灾害，对于人们生命财产安全造成极大危害，其造成的破坏度甚至是数十年才能恢复，而建筑结构设计关系到整体建筑的稳定性。本文以此为切入点，重点分析了建筑结构设计的原则以及相关事宜，以探索提升建筑结构稳定性的措施。

关键词：建筑结构设计；抗扭要点；抗震要点

一、建筑结构抗震设计遵循的原则与体系

（一）遵循的原则

地震的危害以及造成的损害是不言而言，尤其是我国是地震多发国家，时刻考验着建筑的稳定性。由于在地震发生过程中，建筑倒塌是地震的主要危害，而决定地震危害性大小的程度在于建筑结构的科学合理性以及其抗震能力的强弱。因此，就建筑结构抗震性是抗击地震的首道防线，目前在建筑结构设计中依照的是《高层建筑混凝土结构技术规程》，其中明确指出应遵循以下几点要求：其一，在设计相对比较复杂的建筑物时，需要对建筑物薄弱层的塑弹性的变形采取介理科学的方法计算，计算方法主要有动力分析法和精力计算方法；其二，在建筑物结构设计中，采用弹性时程分析法计算作为补充计算；其三，在抗震结构设计中应准确计算好整体建筑的内力位移，务必要做到精准。同时，在计算过程中要注意的以下几点：为确保精确可采用多种方式、对于连体建筑要将所有建筑的振型数融合在一起进行结算，而并非单独计算单个建筑的振型数。

（二）抗震结构体系

一般而言，完整的抗震结构体系包括以下四个方面：（1）应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径；（2）宜有多道抗震设防，避免因部分结构或构件失效而导致整个体系丧失抗震能力或丧失对重力的承载能力。多道抗震防线主要包括：首先，一个完整的结构体系由多个分支延性结构组成且承担相应的协调工作，以保障建筑结构的稳定性。例如，在框架-剪力墙结构体系设计中，第一道防线就是延性剪力墙，第二道防线则是延性框架，前者承担着建筑全部的地震力而后者承担着当剪力墙分裂时的地震力；其次，最大程度上的在结构体系内外部设置数量的赘余度，尤其要添设屈服部位以便于消耗掉地震多余的能量，以及时修复结构的损坏度。例如，在框架结构建筑中，应合理设置强柱弱梁以预防结构的变形，提升其稳定性；（3）应具备必要的承载力、良好的变形能力和耗能能力；（4）合理分布结构的刚度和承载力以提升建筑结构的稳定性，避免部分区域因各种因素影响而发生突变致使形成薄弱部位。同时，一旦出现薄弱部位应加强措施以提升其抗震能力。

二、提高工民建筑抗震设计质量的措施

（一）合理选择建筑场地

指的是对具体建设工程场址及其周围地区的地震地质条件、地球物理场环境、地震活动规律、现代地形变及应力场等方面深入研究的基础上，采用先进的地震危险性概率分析方法对建筑工程进行充分的分析并在基础之上确定建筑物防震抗灾的具体标准，进而根据既定的标准开展建筑物的抗震设防工作以保障地震发生时建筑物的相对安全。根据现有理论与实践，可将抗震设防分为四个等级，甲、乙、丙、丁，其中甲类是最易发生地震且危害较大的建筑体。因此，在选择建筑物场地时，地理位置主要选择能够有效降低地震影响且不容易为建筑物带来不利影响的地方，本着因地制宜的原则合理选择。

（二）科学合理的结构形式

近年来我国工民建筑数量越来越多，工民建筑结构形式亦呈现出多样性，主要有砖混结构、钢筋混凝土结构、钢结构等。然而，这些结构形式并非对建筑整体结构时刻保持有利影响，在区域差异与设防烈度等因素的影响下反而对建筑结构造成负面影响。因此，在工民建筑结构设计中，选择适宜的结构形式及其重要，是保障工民建筑稳定的重要基础。究其形式而言，钢筋混凝土结构是运用最多的形式，其抗震性能、承载力、柔韧性、抗变等性能均较强，在具体设计中应该根据建筑自身的功能以及抗震的要求来进行严格的方案确定。此外，合理选择工民建筑体系亦是不可忽视的重要因素，尤其是在高层建筑体系选择中应以结构侧移度为主要参考对象。同时，由于房屋建筑物的层数和楼层高度的增加，在地震中建筑结构受到的地震作用和荷载作用会使建筑水平位移也不断的增大，从而导致建筑结构的抗侧移刚度也随之增加。此外，除了建筑层数会导致建筑物抗侧移度发生变化外，还有混凝土结构体系、构件以及受力特点等，在设计过程中要重点加以参考。

（三）改善扭转效应

整体而言，改善扭转效应的关键在于做到强化周边，削弱中间，具体可从以下方面着手：其一，对于建筑平面整体设计应确保对称性与规则性；其二，规则设计建筑立面形状并增加竖向抗侧力构件材料的强度和刚度，以增强其稳定性，避免因外力因素导致改变；其三，根据工程需求增加远离质心处的剪力墙厚度；其四，最大限度的增加周边构件的截面以提升整体的抗扭刚度。

（四）抗扭措施

提升建筑抗扭性能可从以下方面入手：其一，根据建筑的设计高度选择合适的结构形式；其二，确保框架——剪力墙基础具有良好的整体性和刚度；其三，框架结构和框架——剪力墙结构中，梁中线与柱中线、柱中线与剪力墙中线之间的偏心距不宜过大，并且框架和剪力墙均应双向设设；其四，合理布置剪力墙使之贯通于建筑的全高且横纵像墙体之间相连。对于较长的建筑中剪力墙的设计，应当设置于墙面不需要开设大洞的位置且洞口上下需对齐；其五，对于调整后的框架角柱的剪力设计值和组合弯矩设计值不能使用原有的数据，而应乘以一个数值不不于1.1的增大系数。在设计中应严格遵循，避免因此影响建筑的安全。

三、结语

随着经济社会的不断发展，建筑是社会经济发展中不可缺少的组成部分，尤其高层建筑的数量不断增加，日益成为现代城市的标志之一。因此，高层建筑在结构设计时，需要确保高层建筑之间的刚度、体型等等参数都保持一致。不同的高层建筑之间一般都建有连体结构，但是不同楼层的高层建筑之间的连体结构的刚度要求不一致，会影响到高层建筑的抗震效果，所以在高层建筑的连体结构设计过程中，需要对其进行动力分析以及精力分析，实现高层建筑统一的抗震效果，以保障建筑的稳定性和安全性。

参考文献：

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[2]万磊，赵冰浅析建筑抗震结构设计的优化[J].《江西建材》2015年第22期

[3]陈斌.住宅建筑抗震混凝土框架结构施工技术分析[J].《中国住宅设施》2013年第Z3期