我国建筑工程结构抗震设计探讨

我国建筑工程结构抗震设计探讨

张宏军

上海同大规划建筑设计有限公司新疆分公司  新疆昌吉市  831100

摘要：目前随着我国建筑行业和科技水平的快速发展，抵抗自然灾害的能力也在逐渐增强，在诸多自然灾害中，地震对人类的影响尤为明显。震级越高，释放能量越大，产生的破坏程度越强。随着建筑高度的不断增加，其抗震性能越来越受到考验，必须引起人们足够的重视。在以往的抗震设计中，存在着一些难以解决的问题，需要加强理论研究和实践探索，积极挖掘新技术、新方法，不断完善高层建筑结构的抗震体系。

关键词:高层建筑；建筑结构；抗震设计；优化措施

引言

地震在我国是一种常见的自然灾害，主要是由于地壳运动而引起的自然现象。由于部分突发性地震灾难所带来的社会损害很大，所以加强建筑抗震显得尤为重要。本文从抗震工程设计视角说明了建筑工程中抗震工程设计的重要性以及抗震概念设计的基本内涵，希望可以为建筑工程技术人员抗震工程设计提供参照。

1建筑抗震设计的必要性

据统计，全球一年出现的地震约达五百万次，其中大部分地震都产生于地球内部，而人类感受到的最大抗震，亦为有感抗震，仅占总量的百分之一以下，能引起灾害的强地震则为数更少，一般每年十几起。不过，即使是这种每年为数不多的大地震，也给人类造成了无可挽回的巨额经济损失和触目惊心的人身伤亡事故。据有关统计表明，我国95%以上的地震事故是由于建筑无抗震结构能力或抗震结构能力低下出现倒塌。而作为一个地震频发国，日本一直很注重建筑材料的抗震设计工作，其抗震结构设备和技术手段也比较发达，日本建筑已普遍达到了抵御7-8级地震的能力。《中国防震减灾技术法》第35条明文规定：“新增、扩大、改造施工，必须符合抗震结构建筑设防标准。”由此可见，对建筑实施合理的防震设计是降低抗震灾情最可行、最基本的保护措施。

2影响高层建筑结构抗震效果的主要因素

2.1选址问题

地震烈度是指某一地区的地面和建筑物遭受一次地震破坏的程度，不同地区的地震烈度不同，直接影响着高层建筑结构的抗震效果，而且场地内的地质条件、水文条件、地形地貌都会影响建筑场地的抗震能力。通常情况下，抗震设计采用基本烈度作为依据，然后根据建筑重要性、抗震性以及地质条件，结合场地烈度，对基本烈度进行调整，作为最终的设计烈度，所以，地质勘察、选址工作至关重要，直接决定了高层建筑的抗震效果和工程建设的经济性。

2.2建筑材料

建筑材料是建筑实体的基本组成部分，直接决定着建筑结构质量，不同材料有不同的性能，可以构成不同的结构体系。比如，钢结构具有自重轻、强度高、整体刚性好、抗震性能好、变形能力强等诸多优点，适于建造大跨度以及超高、超重型建筑，而型钢混凝土组合结构既具有钢结构的优势，又增加了混凝土结构的特点。所以，高层建筑结构抗震设计应该根据需求，尽可能使用抗震性能好的材料和结构形式，质量轻、强度高的建筑材料更有利于提升建筑抗震效果。

3高层建筑结构抗震设计优化措施研究

3.1第一道防线的构件选型

建筑物的结构是不同的，无论是砖墙、构架还是墙体都必须具有一定的抗震能力。但是不同的建筑物的结构的受力能力不同，所在防震的效果则存在着具体的差异。一般来说，相关工作人员需要充分考虑建筑物结构所能承受的重力情况，例如轴压比较小的防震墙体结构，在具体的施工过程中将防震墙体当作第一道抗震设防的抗侧力构件。工作人员通常不考虑将轴压特别大的框架墙作为第一道设防的抗侧力构件。如果选择轴压较小的防震墙体作为第一道防线，即使结构被破坏，也不会危害到整体结构。选择轴压大的防震墙体作为第一道防线，一旦抗侧力构件遭到破坏，就会造成整体构架柱的竖向承载力大幅度降低，从而对整体构件的结构安全造成威胁。所以在技术条件允许的情况下，并且构架是整体结构中独立的抗侧力体系时，工作人员就必须采取强柱弱梁的结构，这样能够更好地提高整体构架的延展性。

3.2做好地质勘察和地基处理工作

在工程选址时，除了注重地震烈度，必须加强地质勘察工作，详细了解影响场地抗震效果的各种因素，包括岩体的结构、力学特性、工程地质性质以及地下水的类型和分布，地质勘察是分阶段进行的，必须根据不同阶段的勘察要求，严格把控工作质量，保证勘察资料的完整性和准确性，为高层建筑结构抗震设计奠定良好的基础。根据现场地质条件，有针对性地制订地基处理方案，尤其要注意松散软弱土层、风化破碎岩层、断层、泥化软弱夹层、岩溶、土洞等特殊地质，着重提高地基承载力和稳定性，减少不良地质条件对工程建设的影响。根据地质条件和地基处理情况，选择合适的基础类型，常见的基础类型包括独立基础、条形基础、筏形基础、箱形基础、桩基础，在地基处理困难或者不经济时，通常可以采用桩基础，能够跨越一定范围的不良地质，从而为上部建筑提供有力支撑。

3.3科学选址

地震的产生是由于地下板块剧烈运动强烈碰撞形成的，破坏性强、危险性高。基于这一实际情况，在开展建筑设计工作时，就应选择合适的施工场地，减少地震灾害造成的破坏。由于建筑物的震害是由一些地质运动造成的，可以考虑选择一些地质较强的位置来建造建筑物。在选择抗震地理位置时，应基于以下两个方面：一方面可选择地质偏硬的地理空间建造建筑。该类型地质结构的承载力较大，不容易出现地震或山体崩塌等问题。在建筑建设中，可有效提升结构刚度和承载力，削弱地震的破坏力；另一方面选择地势平坦宽阔的区域，该区域稳定性强，地壳运动激烈性不高，地震等级也会相对较低，可以降低抗震结构设计难度，改善建筑结构抗震性能，增大建筑安全系数。

3.4合适的结构类别

工作人员在具体的施工过程中应该制定出相应的结构方案，这种方案既能满足经济效益的提升，也能够保证建筑物的实用性，工作人员在设计方案时需要充分考虑建筑物的抗震性能。通过对抗震的相关资料进行研究，从而得出钢筋之中的直径混凝土结构整体的抗震特性需要优于砌块，在具体的施工过程中砌块结构要比无筋砌块理想。而针对配筋砌块，工作人员需要配合结构方面的具体模式进行施工。从整个杆件的类型上而言，墙体在抗震性比起材质的空间构架或者是排架更加稳定，而整个空间构架的抗震性优于平面的抗震性。

3.5优化建筑平面和空间设计

柱子、墙体等主要受力结构的平面布置和空间设计，也直接影响着高层建筑结构的抗震性能，在设计时，应该充分考虑工程特点、施工技术、现场条件等综合因素，尽可能使结构平面和空间布置相对简单，同时，注意分布的合理性，使各部分结构受力均匀，减少薄弱部位的出现。通常情况下，建筑结构的质量中心需要与刚度重心相吻合，在设计竖向结构时，应该适当降低刚度重心，控制竖向结构的错向频率，保证竖向位置平衡。

结语

综上所述，为加强建筑结构的稳定性和安全性，应加大对抗震结构设计的重视力度，根据现有规范要求及建筑特征，对建筑结构抗震性实行科学规划和处理，提高结构刚度、强度、承载能力，科学选型、选址，保障建筑安全性，降低地震灾害带来的破坏和威胁，在提高建筑质量的基础上，为人们营造安全舒适的建筑空间。与此同时，抗震结构设计水平的优化也是推动整个建筑行业持续前行的关键，值得相关人员加以重视和探讨。

参考文献

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