对建筑结构设计中抗震设计的探讨范文

［摘要］在威胁人们生命和财产安全的众多自然灾害中，地震灾害是一个不容忽视而且破坏性极强的因素。我国处于一个地震频发的地带，过去几年，地震灾害给国家和人民带来了极大的伤害。因此，建筑结构抗震性能的加强刻不容缓。设计人员在进行结构设计的过程中，应把抗震设计考虑在内。故针对抗震设计的内容和原则、现状及注意事项等展开介绍，希望能够使建筑设计的抗震性能有所提高。

［关键词］抗震功能设计；建筑结构；延性系数

1建筑工程中抗震设计的必要性

在实际生活中，对建筑结构造成巨大破坏的原因之一就是地震灾害，同时其也是使建筑物损伤最严重的自然灾害。不仅如此，地震灾害还严重威胁人类生命安全。多年来，地震给我国人民的生命财产安全带来不可估计的损失。如唐山大地震，使几十万人失去了宝贵生命，还有汶川地震也造成了大量伤亡，同时给人们的心理也带来严重伤害。随着我国经济的不断发展，城乡一体化工作也取得了很大进展，很多地区人口密集。与此同时，一幢幢高楼大厦也开始不断涌现。一旦发生地震灾害，所带来的各方面损失将是无法估量的。尽管人们已经意识到地震所带来的危害性，但由于科技发展的限制，目前世界上还无法精确地判断出地震发生的时间、地点，以便提前做好防护准备。所以为尽可能地减少地震灾害带来的损失，人们开始将研究重点转移到发生地震时可能给人类带来巨大伤害的建筑物上，因此建筑工程中的防震设计十分必要。在建筑结构的设计过程中加入防震设计，会使建筑本身具有很好的稳定和安全性。在地震发生时，具有较强的抵抗能力，使建筑内人们的生命财产安全得到保障。工作人员在进行建筑工程的抗震设计时，应充分考虑建筑的用途、地理位置等因素，综合建筑的这些因素进行建筑结构的抗震设计。此外，抗震设计还应遵循相应原则，切实考虑到实用性及可实现性。为建筑结构的稳固安全做好准备工作，给人们的生命安全提供更加强有力的保障。

2抗震功能设计的内容分析

2.1建筑结构的设计

在建筑防震的设计中，建筑本身的结构设计也十分重要，必须保证建筑结构的科学合理来提高建筑的稳定性，可从以下几方面考虑。（1）保持平面结构的均衡。在地震发生时，建筑物所受到的作用力来自不同的方向，因此在设计平面结构时应保证其能抵抗任何方向的作用力，以此抵抗地震所带来的冲击力，保证稳固性。（2）保证结构的整体性。工作人员在进行结构设计时，要将建筑物的顶层、内部、底层有机联合为一个整体，确保地震来临时，建筑物能够作为一个整体来抵挡地震所带来的冲击。（3）尽量保证建筑结构的简单性。相对复杂的建筑结构可能更加美观，但其需要维持的力量也越多，进而影响到建筑物的稳定性。反之，相对简单的建筑结构可能会对建筑的稳定性有所帮助。因此，工作人员在进行设计时，应选取简单的结构设计，同时加固建筑的主要承受结构，改善建筑结构的稳定性。（4）保证建筑结构的对称性。建筑结构设计师在进行建筑结构设计时，应最大限度地保证建筑结构对称。因为这样可使建筑结构的刚度分布均匀，从而使建筑物受力均衡，当地震发生时不会出现由于不对称而受力不均使建筑坍塌。（5）为使建筑结构能够遵循抗震原则并保持较好的抗震效果，建筑结构设计师在进行建筑结构设计时要提前考虑好抗震理念并将其很好地融入到建筑结构中。

2.2地理位置的选取

地震发生时，由于地质运动建筑物会被严重损坏。因而建筑物地理位置的选取十分关键。地震发生时的地质运动是导致建筑物损害的主要原因之一，应从这个角度出发，选取对地震的抵抗能力强的地质环境。可将以下两点作为考虑因素。（1）具有坚硬地质的地方，地震发生时不易沉陷；（2）所选地势要平坦且旷阔，便于人们避难。同时也要注意不要选取山坡或河流地带，以防地震发生时由于建筑物稳定性差而发生塌陷，带来更加严重的损害。为达成这两点，需要设计人员进行实地考察，测试所选地理位置是否满足所要求的硬性指标和密度要求。

2.3选择合适的抗震结构

在进行建筑工程抗震结构设计时，需考虑一个至关重要的因素，就是需要选择合适的抗震结构。抗震结构选取的合适与否直接影响整个建筑的抗震性能的好坏。因此，必须全方位考虑各种因素，合理选取抗震结构保证建筑结构的稳定和安全性能。一般来说，在进行抗震结构的选取时考虑的因素有以下几方面。（1）抗震结构应能够承受足够的荷载，对地震动量具有一定的缓冲作用。（2）设计前需要对抗震结构有一个整体而系统的评估，对于一些物件自身的刚度、耐受力、抗震动能力及强度等要重视。（3）建筑物自身的结构设置过程中尽可能地使地震荷载以最短的距离向其他构件传送。（4）抗震结构要保证即使建筑内部的某个构件出现问题，其他构件也能在地震发生时具有一定的抵抗能力。

2.4抗震材料选取

在进行抗震设计时，也需考虑抗震材料。综合考虑建筑的的各种因素后，科学合理地选择建筑材料，可有效保证建筑结构质量。在选择材料时尽量选择延展性和整体性较好且质量较轻的材料，同时也要考虑造价问题。2.5建筑结构的性能参数计算在进行建筑结构的抗震设计过程中，不仅要考虑地理位置的选取，建筑结构的设计及抗震结构的选取，同时还应重视建筑结构性能参数的计算。因为建筑结构的性能参数不仅对整个建筑结构的设计工作至关重要，同时也对于建筑结构对地震的抵抗能力也十分重要。工作人员在进行设计时应详细准确地计算出建筑物所要承受的作用力。此外，在地震发生时，建筑物需要多大的荷载作用参数抵御地震的冲击也是需要计算的。而且为获得更加准确的数据来提高建筑的抗震性能，工作人员还需对建筑抗震模型进行模拟。总之，工作人员需利用计算机对建筑物抵抗地震灾害保证结构稳定性的各类参数进行计算，以确保建筑工程抗震设计科学合理。

2.6设置多重抗震结构

抗震性能的提高可依赖于多方面，其中一个较为常用的就是多层抗震防线的设置。通常，在进行建筑抗震设计时，对于第一道抗震防线，人们往往采用的构件需具有很好的延展性能。此外，还应设置其他防线，以防第一道抗震防线被破坏后建筑结构就失去了保护屏障而受损。第一道抗震防线和其他抗震防线构成一个完整的抗震防线体系，共同维持着建筑结构的稳定性。

3基于性能的抗震设计

从广义角度来说，建筑物的性能包括耐久性、经济性、舒适性及安全性等。所谓的基于性能的抗震设计指的是将建筑本身的抗震性能和经济性作为主要目标，即使在地震发生时，由于自身结构符合要求，对于地震也能有一定的抵抗作用，从而减弱地震所带来的危害。保证即使在不同强度的地震条件下也能给人们的生命财产安全提高保障是基于性能的抗震设计的主要目的。这种设计方法强调的是性能把控及资源的最优化，要实现这一思想，就需要有效控制当地震发生时建筑物所受到的损坏程度。目前基于性能的抗震设计方法有4种，分别是：能量分析法、能力谱方法、直接基于位移的方法和延性系数设计方法。下面简要介绍一下能力谱方法和延性系数设计方法。

3.1延性系数设计方法

延性系数中，以需求延性设计数据，通过比较来评估其抗震性能。

3.2能力谱方法

能力谱方法是在已经设计好抗震方案的前提下，分析抗震中的弹塑性，对设计中的屈服位移和剪力进行汇总，并设计一条曲线，表明加速度和建筑位移的关系。

4抗震设计的现状

4.1抗震设计概念混淆

地震对人们的生命财产都是巨大的威胁，在建筑结构设计中应该把抗震作为一个关键因素来考虑。在进行抗震设计时，应做到“大震不倒，中震可修，小震不裂”，以便在最大程度上减少地震所带来的伤害。在过去的时间里，钢筋混凝土是人们进行抗震的首选材料。但实际上，采用这种方式并不合适。就钢筋混凝土自身特性来说，二者对于减震不仅没有帮助，相反更易使得建筑受损。根据研究人员多年的研究发现，对于建筑结构的抗震，仅通过抗震设计来实现是不切实际的，其只能在一定程度上有助于提高建筑结构的抗震性能。若想进一步保证建筑结构的抗震性能，还需加强关键位置的抗震设计，此外，还应设计能够减缓地震破坏能力的薄弱环节，最大可能地延缓地震发生的进度。

4.2对抗震设计的重视程度不够

多年来，地震发生的次数越来越频繁，给人们的生活和身心健康都带来了巨大伤害，其中一个主要原因即建筑物的抗震效果较差。造成这个现象的原因之一就是设计人员在进行设计时不够重视，使建筑可能存在问题，在地震发生时不能有效减小伤害。故为给人们的生命财产安全提供强有力的保障，设计人员应重视建筑结构的抗震设计，结合实际情况，合理选择抗震结构和级别。

4.3抗震设计验证不完善

检验抗震设计也是提高建筑抗震性能的一个方面，其有3种检验方式：（1）对地震发生后建筑的反映进行检验；（2）对抗震模型进行模拟试验；（3）对建筑地震危害进行研究。实际生活中，由于建筑本身的结构庞大，想要直接对其进行抗震试验几乎不可能。因此，可通过对其结构模型进行测验，根据地震出现后模型的反应来推测实际建筑的反应。然而，对于不同的模拟软件会产生些许差异，此外，目前的预测技术并不很成熟，这些对于抗震设计的验证都有不良影响。

4.4建筑结构设计人员自身意识不足

在现实生活中，并不是所有的建筑设计人员都有很强的专业设计能力。在进行建筑结构抗震设计时，常会忽视一些问题，从而造成建筑抗震能力较差，当地震发生时，不能减少其伤害，从而给人们的生命财产安全带来巨大的损失。所以建筑结构人员须加强自身专业能力和安全意识的培养，对他人的生命财产安全担负起责任。

5结束语

地震所带来的危害是非常严重的，其威胁着人们的生命、财产安全的同时，震后给人们所带来的心理阴影也是十分可怕的，所以建筑的抗震设计是必要也是必须的。在建筑结构设计中应充分考虑抗震设计，并在最大程度上保证抗震设计的完善合理，严格遵守抗震设计所要求的各项原则，保证建筑的稳定性、安全性和高质量，给人们的生命财产安全提供强有力的保障。

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作者：郭亮；张强强 单位：中国城市建设研究院有限公司