建筑工程结构设计中抗震问题分析

建筑工程结构设计中抗震问题分析

焦强 郭学玲

1 北京房地集团有限公司房屋安全鉴定室，北京 100029

2北京市朝阳区宇恒可持续交通研究中心，北京 100029

摘要：建筑工程结构的抗震设计缺陷在安全期内不会暴露出任何问题，在地震来临时将是非常致命的。频繁的地震灾害促使建筑业改进结构设计，提高建筑性能，提高安全性，本文通过分析目前我国建筑抗震设计中尚未解决的问题，有针对性地提出有效建议。

关键词：建筑工程；结构设计；抗震问题；分析

1探析建筑工程结构抗震设计的重要意义

地震具有很强的破坏性、危害性和随机性。中国地处环太平洋地震带和欧亚地震带的交汇处。如果建设工程不抗震或抗震性能过低，将对人民群众的生命财产安全造成极大的损害和损失。因此，国家也出台了相关抗震设防标准，并要求严格按照相关标准和要求执行。目前，在我国的建筑设计中，结构抗震性能一直是人们关注的焦点，并取得了一些成果。随着当今建筑工程抗震设计和技术的不断发展和进步，震害得到了有效的降低，人民生命财产安全得到了更好的保障。目前，我国对地震规律的认识还不够深入。如何提高建筑结构的抗震性能已成为一大难题。因此，有必要继续深入研究抗震技术和设计，尽可能保证人们的日常生活和质量，不断提高建筑物的抗震能力。

2强震动可能对建筑结构造成的影响分析

2.1建筑物的地基

建筑物的基础往往更接近地震源，并且振动也更强。其可能的变化如下：一是建筑物的地基在冲积土层中，土体结构相对较软和厚，对上部结构有较大的影响；二是强夯作用下地基土的不均匀沉降或液化；严重影响地质条件的建设项目，强震破坏了地基，造成了建设项目的破坏。最后，建筑结构受到共振效应的影响，在发生强震时影响程度相对较高。

2.2建筑结构可能发生的变化

目前，国内建筑结构主要采用两种结构形式。一种是“填充墙框架”。这种建筑结构的主体钢筋混凝土在强震作用下发生剪切破坏的概率很大。这种结构的外墙框架柱在强震环境下，由于窗下墙的约束，会发生短柱剪切型破坏。采用框架-整体结构的建筑工程实例表明，在强震环境下，其影响最弱。还有一种是以“底部框架结构”为主体结构的建筑。这种建筑的底层刚度较弱。面对强震环境，底层首先会受到严重破坏，然后影响上部结构。类似于“填充墙框架”式的建筑结构，也由于地层结构受到严重影响，造成上部结构严重损坏。

2.3建筑结构刚度分布

不同的建筑结构具有不同的建筑刚度分布。建筑物刚度分布主要有两种类型。一种是普通的矩形平面。这种建筑主要不存在抗侧移结构布置的问题。在强振动环境下受影响相对较小，建筑物本身可能保存完好。另一种建筑结构平面呈三角形或不对称形状，在强烈振动环境下易发生扭转，严重威胁建筑使用者的生命财产安全。

2.4建筑物的不同组成部分

建筑结构中不同的构件所起的作用不同，在强震环境中不可避免地受到不同的影响。例如，结构中的强震因素对梁板的影响小于对柱的影响。以钢筋混凝土为主要材料的窗下墙体出现交叉裂缝的可能性较大。

3建筑工程中抗震结构设计要点

3.1选址方面

地震对建筑物的破坏，除了由地震释放的巨大能量造成的冲击外，另一个重要的因素是通过基础的地震来实现巨大的应力传导，破坏建筑物的底部，导致建筑物倒塌。

因此，在建筑工程抗震设计中，做好建筑场地的选址是非常重要的。在制定施工方案时，要做好现场踏勘工作，认真检查目标区的地质条件和土质类型、破碎度、粘度、含水量等，选择土质强度高的场地，通过碾压等方法，可以达到较高的密实度和稳定性在不易液化且分布均匀的地段，建筑物抗震设计必须避开易液化土等不利地形。另外，如果无法避免此类地形的选址，施工时应采取相应的加固措施，以增强建筑物的抗震能力。

3.2结构设计

3.2.1高层钢结构的定义

在当前的建筑工程中，高层钢结构得到了广泛的应用，也是建筑抗震性能的主要来源。钢结构是指以钢为主要材料，通过一系列工艺连接或焊接而成的6层以上或30米以上的结构体系。它是建筑物的主体框架，能显著提高建筑物的抗震性能。目前，它已在我国大部分建筑中得到应用。

3.2.2叠层橡胶基础隔震系统

随着近年来抗震工程理论的逐步建立和实际地震对建筑业的进一步检验，广大设计人员积累了丰富的经验，重新评价并适当取消了早期的隔震方法，并在此基础上加以改进和推广，增加了许多优化的抗震设计方案，可适用于建筑施工的不同情况。目前，叠层橡胶基础隔震体系被公认为抗震结构设计中的最佳选择，具有较强的适应性，可以应用于不同结构的建筑物中，且造价相对较低，抗震能力强，受到设计人员的广泛欢迎。

首先，系统中的隔振器耐久性非常好，具有很强的耐酸腐蚀性和抗氧化性，同时还具有很强的耐水腐蚀性。它能长期保持原状，不会因潮湿或其他原因而被腐蚀，导致强度减弱。一般来说，它的使用寿命可达60年，不需要过多的维护。

其次，叠层橡胶基础隔震体系的隔震效果非常明显。与其它常用抗震体系相比，它能适当降低抗震设防烈度，具有较大的安全储备，大大提高了建筑物的安全性。

最后，如果在工程地质条件较差的地区进行施工，地基沉降是不可避免的。然而，叠层橡胶基础隔震系统的隔离器不会受到地基沉降的显著影响，结构相对简单，施工过程简单，成本低，传力方式简单明了，为广大施工人员所接受和掌握。

虽然这种结构的优点非常突出，结构相对简单，但对施工方案的制定和具体施工工艺有较高的要求。

首先，叠层橡胶基础隔震结构的动力特性不是一个固定值。随着施工现场条件的变化，也会随之变化。在建筑方案设计中，设计人员首先要对场地条件进行调查研究，综合考虑地下水流向、地质因素、环境因素等，针对建筑物的整体结构以及影响隔震结构性能的诸多因素，为了提高建筑物的抗震性能，给出了优化方案。

其次，在隔震结构中，要达到“隔震”的目的，必须注意一些具体结构的施工，注意主体结构和其他部位的隔震，还要考虑电线、管道等的敷设路线，不能遗漏任何细节，从而使建筑物的抗震安全性能达到国家标准，在地震中屹立不倒，保卫人民群众的生命财产安全。

最后，叠层橡胶基础隔震体系对施工工艺提出了更高的要求。在实际施工过程中，要保证每个环节完全按照施工方案图纸进行，并注意各构件的位置和角度，做到准确无误。特别是隔震层的布置是结构发挥其抗震性能的关键点，隔震层不能受到任何程度的破坏，否则将降低成本，对于整体结构抗震性能较弱的结构，施工中必须认真保证隔震层的准确位置和位置部件的完整性，并且不能对其造成任何损坏。一旦零件损坏，必须及时更换，有缺陷的产品不能用于建造抗震系统。

结语

基于地震是一种不可抗力的自然灾害，且具有很强的不可预测性，一旦发生地震灾害，将对建筑物和人员的人身安全和财产安全产生很大的影响。因此，为了有效地降低地震的影响，结构工程师在建筑抗震设计中要更加重视研究、思考和总结，从结构概念到结构构件的布置都要有清晰的认识，从而使建筑的抗震设计能够在实际工程项目中得以实施，从而保证设计质量的提高，提高建筑的抗震能力，防止地震造成的严重后果。由此可见，及时总结建筑工程结构设计中的抗震问题是十分必要的，故对以上作了简要的论述。

参考文献

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[2]张标,孟婵,杨立.建筑工程结构设计中应注意的问题分析[J].城市建设理论研究(电子版),2018(27):180.