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1、建筑结构抗震性设计的常见问题及改进措施【摘要】据统计，全球每年平均发生500万次左右的地震。其中，5级以上的强烈地震约1000次左右。如果强烈地震发生在人类聚居区，就会造成地震灾害，本文从抗震设计发展历程、保证结构延性能力的抗震措施、我国抗震设计中的部分不足、常用抗震分析方法这几个方面，结合实际设计来对我国设计规范抗震设计的理解和讨论。 【关键词】结构抗震；抗震设计；强度1、建筑结构抗震性设计施工主要的思想主要有两种，一种是基于受力的设计方法，另一种是基本结构性能的设计方法，具体如下如示。基于受力的设计方法包括静力设计方法和弹性反应谱法。静力设计方法主要是通过建筑的实际抗震经验来获得的，理解容
2、易，设计施工都比较简单，可以适合大多数的普通型建筑物上2。但对于具有柔性结构的建筑物上却效果不佳，而且从经济上考虑，也不是十分的合理。弹性反应谱法就是将结构进行合理科学的简化，根据地震的振动类型分解为单自由度的个体，单独个体由反应谱来获得3。基本结构性能的设计方法包括有基于建筑位移参数的设计方法，基于地震能量程度大小的设计方法和基于地震损伤的设计方法。基于建筑位移参数的设计方法就是根据计算和试验来估算出地震的不同级别对地震的偏移造成的影响来分析建筑的抗震性的设计方法4。基于地震能量程度大小的设计方法是研究地震过程当地震波与建筑之间能量传输关系的设计方法5。基于地震损伤的设计方法就是反应地震当中
3、，建筑的实际损坏损伤情况作为参考的设计标准，从而建立对应的模型，对设计中的建筑结构进行科学的分析。2、目前建筑结构抗震性设计的关键问题虽然建筑结构的抗震新设计已经引起了建筑商的普遍重视，但是，就我国建筑结构抗震设计的实际情况来看，在建筑结构设计中仍有些问题没有得到足够重视，主要包括以下几方面：2.1 场地选择在建筑结构设计中，场地的选择是其中重要的一部分，所以，在建筑结构抗震性设计中，建筑场地的选择对建筑结构抗震性能的影响也是比较大的。在选择建筑场地时，一定要对当地的地理环境有所了解，避开不利的地段。如果场地不利会造成地表发生错动或者断裂、地基沉降、滑坡等状况，对工程质量会产生一定的影响。正因
4、如此，在选择建筑场地过程中，要尽量避免在“软弱场地、易液化土、状态不均匀”等场地进行建筑物的建筑。如果建筑地点的土壤普遍不合格，那么就需要采取一定的抗震防裂措施来提高建筑结构的抗震等级，比如可以强化地基，加强结构的整体性等，对于地基来说可以采用桩基、强化基础等处理措施，这样即使不可避免地出现了不利场地，也能通过措施的应用而得以改善。2.2 结构体系选择建筑结构体系的选择关系到了建筑结构的稳定性，自然也会成为抗震设计中的重要部分。首先，结构体系要具有相对的独立性。对于建筑结构体系的整体功能发挥来说，其应该具有一定的整体性和联系性，但是，对于抗震性来说，建筑结构体系就应该具有相对的独立性。主要是指
5、结构体系应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。因此，在设计建筑结构时，应该要确保建筑结构具有一定的内力分配功能，这样如果一个构件受到了震力的破坏，其他的构件仍能够正常承载，一定程度上避免了整体结构失效可能性的出现。其次，合理分布震力传递途径。在结构设计过程中应该重视竖向的建筑结构要具有垂直重力传递的作用，“楼屋盖梁系的布置”要尽量保证从上部结构中传递过来的重力荷载能够通过转换层进行转换，同时，抗侧力结构要明确，尽量保证其连续性，如果结构出现了竖向变化则要尽量确保变化的均匀发生。最后，要具有适当刚度和以及强度。对于建筑结构体系来说，适当的刚度和强度能够在一定
6、程度上避免因为结构的部分薄弱给整体结构造成影响，在框架设计过程中要保证节点在受到较大的重力荷载或者是应力过于集中时，不会出现破坏的状况。2.3 规则布置建筑平面建筑平、立面布置应符合抗震概念的设计原则，宜采用规则的建筑设计方案，而不应采用严重不规则的设计方案。因此，在进行建筑结构抗震性设计过程中，要尽量规则布置建筑平面，通常我们都比较重视建筑结构的对称性和规则性，结构的对称性主要是指抗侧力主体结构之间的对称，而规则性主要体现在以下几个方面，第一，抗侧力结构主轴方向刚度和变形特性相近。第二，在抗侧力结构竖向断面均匀、构成的变化均匀。第三，平面布置的统一轴向上的抗侧力结构具有的刚度要均匀。第四，平
7、面的中心和周边结构要相互协调，确保主体结构有较好的“抗扭刚度”，从而提高建筑结构抗变形的能力。3、我国抗震设计思路中的部分不足我国在学习借鉴世界其他国家抗震研究成果的基础上，逐渐形成了自己的一套较为先进的抗震设计方法。其中大部分内容都符合现代抗震设计理念，但是也有许多考虑欠妥的地方，需要我们今后加以完善。其中，最值得我们注意的是，与国外规范相比，我国抗震规范在对关系的认识上还存在一定的差距。欧洲和新西兰规范按地震作用降低系数（“中震”的地面运动加速度与“小震”的地面运动加速度之比） 来划分延性等级， “小震”取值越高，延性要求越低，“小震”取值越低，延性要求越高。美国UBC 规范按同样原则来划
8、分延性等级，但在高烈度区推荐使用高延性等级，在低烈度区推荐使用低延性等级。这几种抗震思路都是符合规律的。而目前我国将地震作用降低系数统一取为2.86 ，而且还把用于结构截面承载能力设计和变形验算的小震赋予一个固定的统计意义。对延性要求则并未按关系来取对应的，而是按抗震等级来划分，抗震等级实质又主要是由烈度分区来决定的。这就导致同一个R 对应了不同的，从而制定了不同的抗震措施，这与关系是不一致的。这种思路造成低烈度区的结构延性要求可能偏低的结果。另外，我国规定的“小震不坏，中震可修，大震不倒”的三水准抗震设防目标也存在一定的问题。该设防目标对甲类、乙类、丙类这三类重要性不同的建筑来说，并不都是恰
9、当的。这种笼统的设防目标也不符合当今国际上的“多层次，多水准性态控制目标”思想，这种多性态目标思想提倡在建筑抗震设计中应灵活采用多重性态目标。甲类建筑指重大建筑工程和地震时可能发生严重灾害的建筑，乙类建筑指地震时使用不能中断或需要尽快修复的建筑，由于不同类别建筑的不同重要性，不宜再笼统的使用以上同一个性态目标（设防目标） ，此外，还应该考虑建筑所有者的不同要求，选择不同的设防目标，从而做到在性态目标的选择上更加灵活。4、结束语由于地震发生具有不确定性和难以琢磨性，使得结构抗震计算中的参数、系数难以准确把握，无法得到结构在地震作用下的真实反应，因此结构的抗震设计除了必须进行细致的计算分析外，还要特别注重结构的概念设计如选择对抗震有利的场地、地基和建筑体型，合理的抗震结构体系，保证结构的延性抗震能力，处理好非结构构件的连接锚固，重视材料的选用和施工质量。只有将结构的计算设计和概念设计合理的结合在一起，才能保证结构的抗震性能。参考文献1聂建国. 钢板剪力墙抗震性能试验研究J.建筑结构学报.2013， 34 （1）：61-69.2王毅红. 中国村镇民居的建造习惯与抗震性能评析J.长安大学学报： 自然科学版.2011， 31 （3）： 60-67.3汪大绥. 我国高层建筑钢-混凝土混合结构发展与展望J.建筑结构学报.2010， 6 （3）： 8-11.
