對建筑結構抗震設計問題的研究

王曉雨

摘要 ：本文主要講述了抗震的設計概念以及對建筑抗震設計的思路，其目的就是為了當地震來臨時能有效的保護建筑物，另一方面還能在災難降臨時保護人民群眾的生命安全，同時也是對國家設施安全的保證。

關鍵詞 ：建筑結構 抗震 設計

1.引言

隨著城市化進程的加快和人類生活水平的提高，在現代的結構設計中的重要環節就是對建筑的抗震結構的設計。對建筑物的抗震結構設計直接能影響到其抗震能力，也是在沒辦法預測地震的情況下保護建筑受到損害的有效方式。針對這種情況，下面主要對建筑物抗震的結構體系和結構參數進行討論。

2.抗震概念設計

建筑工程的抗震概念設計，換種說法就是根據基本的建筑設計原則和思路對具體的建筑工程進行工程布局并對細節的構造進行確定的過程，其設計的原則和思路是在長期的工作經驗中形成的。在對抗震設計時對抗震的計算是不可或缺的，抗震計算的基礎是概念設計。概念設計之所以在與抗震計算的比較中起著更重要作用的原因有三個，首先就是地面和地震的運動具有極大的不確定性，其次就是我們還沒有對地震時地面運動的復雜性有很確切的掌握，最后就是地震時的結構反應負責程度并沒有在結構設計概念中充分的體現出來。所以，簡簡單單的靠著計算的結果就完成對建筑的抗震設計是不全面的，甚至是很危險的?？拐鸶拍钤O計的基本原則是要注意抗震場地的科學選擇，選擇合適的結構抗震體系，選擇合理的結構材料。

3.建筑結構抗震設計的措施

3.1 材料的選擇

建筑結構抗震設計一般因地區而異，抗震建筑材料的選擇一般要基于此地區的地震歷史記錄。由一個地區的地震歷史記錄可以得出科學的數據，這些數據可以反映此地區建筑的抗震要求。建筑結構受材料的剛度和塑性的影響，一般來說，滿足了基本的設計思路之后，質地輕的材料，抗震性能比較低。在東北，為了使建筑物達到一定的抗震效果，鋼筋混凝土則是選擇比較多的材料。伸縮縫的設計達到了很好的抗震效果，它一般為大型建筑物的抗震措施，主要是提高基礎的穩定性。

3.2 隔震措施

一般情況下是根據建筑物的地理環境和建筑尺寸來抗振，隔震措施也是一種有效的抗震設計。隔震措施一般包括地基隔震、基礎隔震、間層隔震和懸掛隔震四種。隔震措施的設置減弱了地震對建筑物的沖擊，它們一般設置在建筑物比較關鍵的位置。

第一，地基隔震措施：瀝青原料的隔震層是我國現行比較常見的隔震層。地基隔震層是緩沖層，因其位于建筑物的基礎底部與土層相接觸的位置，所以它能在地震時很好地吸收和反射作用力，從而減少地震對建筑物的損害?？萍荚诎l展，相信隔震層的設計也會越來越完善。

第二，基礎隔震措施：基礎抗震一般包括混合隔震、基底滑移隔震和夾層橡膠隔震?；A隔震的作用機理主要是防止地震由地基處向上蔓延，所以多層建筑一般都會采用基礎隔震措施。一個建筑物的建設最重要的就是基礎結構設計，上層建筑取決于基礎，所以要很重視基礎結構的設計。

第三，間層隔震措施：間層隔震設計的實施簡單易操作，所以在早期建筑里間層隔震是比較常見的。間層隔震可以吸收地震沖擊余力，減弱地震力的作用。

第四，懸掛隔震措施：這是應用于大型鋼結構建筑中的抗震措施，而且抗震效果很好。懸掛隔震的作用機理是通過建筑物的懸掛來達到隔震的效果。懸掛結構分為主體和子體，地震時，主體承受大部分的地震力來減少地震對子體的損害，需要介質傳導的震力從而不能夠傳導，地震對上層建筑物的主體結構的損害就能有效的降低。懸掛隔震的隔震效果明顯，也在逐步被投入使用中。在多次的實踐和探索之后，懸掛隔震的設計思想將更加完善，建筑物的安全將得到有效的提高。

3.3 合理的建筑結構參數設計

（1）建筑結構靠的是延展性來抵抗地震作用對墻體的非彈性形變。所以在地震發生時，建筑結構的延性和建筑的結構有著同樣的重要性。為了讓鋼筋混凝土結構能在地震發生時能夠表現出良好的延性，就有必要在對其參數設計時將塑形變形重點集中在具有很好的延展能力的構件重，或者集中在容易保證良好延展性的構件中。建筑的參數設計是對地震作用下的房屋構件的響應計算，其中包含歲各墻柱梁板的承載力和變形等計算。

（2）在進行開市計算工作之前，要根據高層建筑的實際工況，確定合適的計算模型，特殊情況下能根據概念設計做相應的簡化處理和計算。計算軟件條件在輸入時要嚴格的按照相關的規范和標準的規定進行，根據實際施工情況可以做特殊的處理。在對結構復雜的結構進行變形和內力分析時，要采取兩種以上不同的力學模型，目前常用的理論有兩種，分別是主拉應力和剪摩理論。主拉應力理論主要用于磚砌體，剪摩理論主要用在砌塊結構上。

3.4 通過效能減震設計來抗震

效能減震一般是通過效能器和阻尼器來達到抗震的效果，且效果顯著。消能器能夠消耗地震的能量，阻尼器能夠吸收地震的能量，從而使建筑主體結構的安全性得到保障。效能減震的應用范圍廣，在新舊建筑中都可以應用。

傳統的抗震結構體系是通過改變結構的剛度來達到抗震的效果。但該體系也有不足之處。第一：這種設計的結果是建筑斷裂，但并不倒塌，所以它不適合用于有紀念價值的建筑、造價比較高的建筑和核電發電站等。第二：建筑物的斷裂是非彈性形變，非彈性形變是不可恢復性形變，經過地震的建筑物發生非彈性形變，震后建筑物的修復將成為一大難題，若建筑物形變比較嚴重將不可能被修復，只能摒棄原建筑用更多的資金建新的建筑。隨著時代的進步，高層建筑物越來越多，建筑物的抗震要求也越來越高，傳統的抗震結構體系的缺陷表現出來，不能使建筑物達到一定的抗震標準。新型的效能減震設計，能夠使建筑物的抗震水平達到標準，其應用范圍廣，抗震效果顯著。

3.5 通過防止共振的抗震設計

兩個物體的自振周期接近時容易發生共振現象，地震時，建筑物和場地發生共振，建筑物將很容易倒塌。所以要提高建筑物的抗震性能就要防止共振的產生。建筑物的自振周期受結構的層數、結構類別和結構體系的影響，要避免建筑物和場地發生共振，就要使其的自振周期有所差異。所以要對這些影響因素做一些調整，來防止共振現象的出現。

參考文獻：

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