建筑工程结构抗震的研究

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摘要：中国的地理位置确定了中国是一个多地震国家，因为处于地震带上，地壳运动比较活跃，这和建筑工程质量安全关系非常密切。建筑抗震工作一直以来是建筑设计和施工的重中之重的问题。这里着重对建筑抗震设计的新思路进行分析，指出在建筑结构抗震设计中存在的一些重要问题，给出建设性方法和具体措施，给同行业同仁以参考借鉴。

关键词：建筑工程结构设计抗震设计

一、当下中国建筑工程的情况和抗震设计方法

由于中国的唐山大地震，还有四川汶川大地震，这对处在快速发展的中国和中国人民是一个大的打击，很大的打击和伤害。现在，抗震研究工作已经成为防灾减灾工作的重点。也是中国建筑业的重中之重。亟待解决。

当下我国建筑工程发展很快速，建筑质量和水平也在不断完善，但是我国建筑工程抗震性方面还需要改善和规范。第一，在建筑形式方面，设计单位在进行建筑工程结构设计时往往在形式上追求新颖、美观，但是在实际操作上会出现很多问题。比如，建筑平面没有因地势进行设计转折、结构平面凹凸不规则等问题影响建筑承载力，因此，不能保证建筑质量。还有，在框架结构上，框架柱网不规则，开间不均匀；底部梁跨度太大，框架梁柱截面积偏小；最后，在抗震墙方面，一方面由于底框架结没有按要求设置抗震墙，建筑单位在经济利益的趋势下，减少抗震墙数量，降低了抗震系数。第二方面单位只强调空间功能分布，出现抗震墙分布不均匀，不对称的情况，有的工程抗震墙布置过多，使薄弱层上移，因为，多层砌体房屋结构变形、耗能能力差，地震时破坏往往更加严重。这些都需要考虑到。

建筑行业应该按照科学合理的抗震设计理念，第一，选择有利场地是前提，引起地震的主要原因是场地的地质条件因素影响，在一些情况下建筑防震措施也不能解决和避免地震危害，因此，在开始建筑工程的建设时，要进行认真详细的地质勘测，分析研究地质条件，尽可能避开对建筑抗震不利的地段，尽可能的降低地震引起的人员伤亡和经济损失一些不必要的损失。其次，选择科学合理的结构形式是关键。当下，主要应用的结构体系有砌体结构，钢结构，钢筋混凝土结构，钢~混凝土结构等结构体系的确定受到抗震设防烈度、建筑高度、场地条件以及建筑材料。施工条件，经济条件等一系列因素影响和制约，是一个综合的技术经济问题。需要进行周密细致的考虑确定和完善。结构体系要合理精确计算后，设计多道抗震防线，提高建筑的抗震承载能力，最后，在确保结构的整体性和延伸性是基础。还要结构的保证各构件的链接组合，共同起到抗震作用。结构的整体性是抗震理念的设计重要内容的核心，结构延性是防止在地震作用下倒塌的关键因素之一也是重要的一个环节，它能够很好的减小地震作用，避免结构倒塌，坚持强柱弱梁、强剪弱弯，强节点，弱锚固理念，使结构更加稳定完善。

二、理念设计的重要性和必要性

有史以来，一些人认为结构设计很简单，只需要按照规则和手册，建筑师完成建筑设计后，利用计算机就可完成结构设计。但是这不能更好的发挥和运用结构设计者的知识和技能。而且还有可能与建筑设计法案产生分歧和矛盾。因此，我们因考虑在结构设计中如何运用理念设计，例如，结构的抗风设计与抗震设计，抗震设计要求能消减外载荷，吸收或转换震动的能量；而抗风设计是要求结构再风的作用下动力效应较小，刚度较大，这些矛盾必然影响制约结构系的抗风抗震性能，为了你补这些缺陷，需要合理的设计理念设计与延性结构措施来加以保障和善完这是设计理念的必要性。

理念设计的重要性，还提醒在方案设计阶段，初步设计过程是不能借助计算机来实现啊，这就需要结构工程师综合运用结构理念，选择最为可靠、经济的结构方案，因此，需要工程师不断地丰富自己的设计理念，深入细致的了解各类设计结构的性能方案，为此，并能活学活用，利用概念近似的估算方法，可以在设计方案阶段快速有效的对结构体系进行构思分析，对比与取舍做出正确的选择，所得的方案具有概念清晰、定性准确，避免后期设计阶段依稀不必要的繁琐运算又有较好的经济可靠性，同时，这也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。国外的一些学者专家也提过误用计算机造成结构破坏而引起的灾难只是一个时间的问题，以后会得到一定的解决。计算机软件的使用不合理，也会造成结构设计的不理想，还会影响到建筑物本身的安全性，运用概念设计，可以避免这一情况的发生。

3工程抗震设计采用的办法

按照位移结构抗震设计，我国当下的结构抗震设计，是按照承载力为基础的设计，就是，用线弹性方法计算结构再小震作用下的内力、位移；运用组合的内力验算构件截面，使得结构具有一定的承载力；按照位移限制主要使用阶段的要求，同时也是为了保证非结构构件；结构的延性和耗能能力是通过构造措施达到的。为了达到基于位移的抗震设计，首先，需要研究简单构件的变形与配筋关系问题，更好实现按变形要求进行构件设计，进一步完善研究整个结构进入弹性塑性后的变形与构件变成的关系。达到最好的抗震设计效果。

钢筋混凝土结构梁柱抗震，这里讲的强柱弱梁主要是考虑到如果一个建筑物的梁坏了，只会导致建筑物局部收到损坏，但是，如果柱子坏了，就会导致建筑物整个受力结构发生变化，出现整体建筑坍塌现象。但是，在实际操作的过程中我们发现，建筑物的柱也不是越强越好，柱的轴压比也不能太高，如果轴压比太高，在大地震发生时将对建筑物的边柱产生最少3%以上的附加轴力，这对建筑物的安全是致命性的。所以，不是强柱弱梁就一定能够保证建筑物不坍塌。需要注意一下几点：（1）控制好建筑物的柱轴压比，保证轴压比满足规范要求，还要对重点部位的主断面和配筋进行特别处理，对角柱和边柱要加强，要加密箍筋；（2）科学配置框架柱和小截面柱的筋，要不小于20，矩形的柱面使用对称配筋的方法，使稳定性高。

巧妙设计梁配筋。因梁的配筋来说我们应该加强梁中部的配筋，而支座部分的配筋可按照需要适当降低，能利于形成梁铰机制，当地震发生时，因梁端的塑性作用而增加柱的实际承载能力。

抗震结构措施，提高抗震构造措施来实现形成塑性铰的部位具有足够的塑性变形能力和塑性耗能能力，也能保证结构的整体性。我国的抗震措施中耗能机构的考虑按照这思路，采用了梁柱塑性机构模式，而放弃了基于塑性力学的理想梁铰机构模式，抗震设计中为了避免没有延性的剪切破坏的发生，运用了强剪弱弯的办法来解决构件受弯能力与受剪能力的之间问题，对梁柱等构件，延性影响因素可总结为二点，混凝土极限压应变，破坏时的受压区高度。影响延性的其他因素都是这二个因素的延伸，在抗震设计中为保证结构的延性，一般采用控制受控钢筋配筋率，保证一定数量受压钢筋，运用加箍钢筋使纵筋局部压屈失稳和约束受压混凝土，对柱子限制轴压比等。

结构抗震模式中薄弱部位要运用概念设计进行综合分析，结构抗震模式中最薄弱部位，如建筑平面外墙转角处的转角窗，一般是限制了角部结构整向抗侧力构件的设置。要概念设计进行处理，这里提供结构设计的问题，而这些问题都是在结构设计本身不能解决的问题，因结构设计本身的局限性，就需要概念设计发挥自身的设计优势来补充结构设计的不足，在结构设计完成后，要从宏观的角度对整个建筑抗震结构设计方案进行检验和审核，并找出其中存在的问题，具体制定适合概念设计方案，以弥补结构设计方案的不足，结构抗震设计中的薄弱部位践行概念设计进行重点的综合设计，完善建筑设计的总体抗震质量。

3结束语

因为建筑结构的抗震设计是一个完整、系统的概念，场址的选择，建筑物的结构设计，抗震设计是一个整体。由于建筑物的抗震设计是权衡建筑物结构设计是否符合要求的关键指标，所以，精确、合理的采用不同的抗震设计方法是重中之重的前提，对于不同的建筑物和不同的情况灵活对待，找到最完美的抗震设计。

参考文献

[1]林同炎，结构概念和体系，中国建筑工业出版社1999.