建筑结构设计中的抗震结构设计

建筑结构设计中的抗震结构设计

张志超

中建深装建设有限公司  广东深圳  518000

摘要：近年来，因一些地震灾害使城市高层建筑遭受严重损失，不仅经济损失大，也对人民群众生命财产安全造成威胁。建筑业要求高层混凝土建筑满足一定抗震设防要求，也就是要防治地震造成的危害，以此来保障人民群众生命财产安全。故高层混凝土建筑抗震结构设计应与实际相结合，使建筑本身适应抗震需要。鉴于此，文章就高层混凝土建筑抗震结构设计中的关键要素展开了研究。

关键词：抗震结构设计；关键要素；探究

引言

在经济飞速发展的今天，我国对于房屋建筑结构的抗震性能提出了更高的要求，尤其底层墙体为甚，或某边纵向无墙房屋建筑等。如下层是车库或商铺等房屋建筑，这类建筑具有同样的特征，也就是要求底层有更大的利用空间，需大量开孔，造成了纵向抗侧刚度的非均匀分布，与此同时，水平方向的抗侧刚度亦存在这种现象。

1建筑结构要考虑抗震性能化设计

应根据其抗震设防类别、设防烈度、场地条件、结构类型和不规则性，建筑使用功能和附属设施功能的要求、投资大小、震后损失和修复难易程度等，对选定的抗震性能目标提出技术和经济可行性综合分析和论证。建筑结构的抗震性能化设计，应根据实际需要和可能具有针对性，分别选定针对整个结构、结构的局部部位或关键部位、结构的关键部件、重要构件、次要构件以及建筑构件和机电设备支座的性能目标。（1）选定合理正确的地震动水准。参照ＧＢ　50011－2010建筑抗震设计规范（2016年版）（以下简称《抗规》）根据不同的抗震设防烈度选用正确的基本地震加速度等参数。（2）选定性能目标，即对不同地震动水准的预期损坏状态或使用功能。（3）选定性能设计指标。设计应选定分别提高结构或其关键部位的抗震承载力、变形能力或同时提高抗震承载力和变形能力的具体指标，尚应计及不同水准地震作用取值的不确定性而留有余地。设计宜确定在不同地震动水准下结构不同部位的水平和竖向构件承载力的要求（含不发生脆性剪切破坏、形成塑性铰、达到屈服值或保持弹性等）。（4）建筑结构的抗震性能化设计的计算，分析模型应正确、合理地反映地震作用的传递途径和楼盖在不同地震动水准下，是否整体或分块处于弹性工作状态。

2建筑结构抗震设计中容易存在的问题

抗震设计对于保证人们的生命财产安全有着至关重要的作用，为了真正将抗震设计工作落实到位，需要每个项目管理人员深切认识到抗震设计的重要性。

2.1高层建筑越来越多

在社会日益发展的今天，我国高层建筑逐步增加，但也有部分高层建筑高度超过国家要求，我们应该十分重视这类高层建筑的建设。首先，设计人员应切实开展调研，文中还以实际案例为依据，进行了理性论证。第二，还需要做几次模型试验。由于高层建筑高度已超出国家规定，因此，实际地震发生期间，地震作用力破坏力大大增加。随着建筑高度的不断提高，许多技术指标已超过合理限度，因此，地震将使其破坏程度大大加剧。

2.2高层建筑框架结构易出现损伤

高层混凝土建筑抗震结构中，框架结构的损坏现象也较为普遍。框架结构破坏通常有两种类型：一是整体破坏，二是局部破坏。因破坏性质不同，又常分为脆性破坏与延性破坏。地震发生后，建筑结构中极易产生节点及剪切破坏的问题。若是抗震结构设计时没有注意到，则对建筑整体结构抗震能力会有很大的减弱，若是发生破坏力更大的地震时，则会产生极其严重的后果。

2.3选择结构体系

建筑物的结构体系，是一个逐步开始受到关注的课题，正确地选择结构体系对地震发生具有重要意义。当前我国建筑结构多采用钢筋混凝土，因此，变形控制过程中，应充分考虑钢筋混凝土位移约束。但是刚框架系统在运行过程中同样难以提高大变形侧移度。这样的状况，既不利于抗震效果的改善，并且还增加了结构所受荷载力。从整体结构体系的角度考虑，结构转换层布置很重要，对于加强层及转换层的强度进行刚度强化，从某种程度上说，它将导致刚度凸显，由此增大了相邻柱构件之间剪力，因此，对结构模式应慎重地加以选择，规避负面作用。

3抗震结构设计在建筑结构设计方面的运用

3.1不断更新设计理念

就建筑结构设计与抗震设计而言，主要以设计者为主，专业知识不足，无明确概念，很难把它和建筑的构造结合起来，地震发生后，出现了种种问题，危及建筑物及居民安全。所以设计者要不断地提高专业素质与职业素质，以及建筑业发展趋势，开展观念更新优化工作，提高重视建筑防震作用，并且采取了科学，有效的手段，为了确保建筑的安全性。由于建设项目的规模较大，工期较长、设计精确度较高，所以，设计人员在设计时，要全面地，全面地去思考，制定针对性设计方案等，为了更好的指导施工工作的开展。

3.2严格控制扭转效应

通常情况下，地震后，建筑水平方向、竖直方向均能触发更强的力，建筑内部同样存在扭转作用力。建筑也正由于经受着来自几个方向上的力，实际破坏程度是极其严重的，比如，房屋倒塌，房屋倾斜。地震的发生是突发性的、偶然性等特征，人很难事先预知，不稳定的因素很多。因此在抗震结构的设计中，设计人员需十分重视扭转效应的影响，严格加以控制。《高层建筑混凝土结构技术规程》明确规定了在考虑偶然偏心影响地震作用下楼层竖向构件的位移比与周期比要求，并指出不能使用特别不规则的结构类型。在建筑结构方案阶段，结构设计人员应通过计算机建立高层结构模型，模拟地震工况，进行整体计算分析，严格按规范要求控制单体周期比小于0.9，控制位移比小于1.5甚至小于1.2。通过调整高层建筑结构构件布置，避免不规则结构，合理调整周期比与位移比参数，严格控制建筑扭转效应，杜绝不合理结构布置方案，最大程度预防地震破坏。

3.3严格进行施工技术交底及现场验收管理

工程进入施工阶段，对施工阶段的技术交底至关重要，再好的设计理论无法落实也是无用的。在项目开工后的现场交底中，重申抗震设计的要点和重要性，对一些关键部位和节点进行技术交底和提醒，特别是重申钢筋、混凝土、砌体等材料的选用，与钢筋的锚固长度、加密区间距以及墙体拉结筋、构造柱等施工要求；要求现场加强管理，在施工现场验收中，特别注重对关键环节的验收，严格按设计及施工相关规范的要求，确保理论与实际密切结合，切实有效地把抗震设计落实到位。

3.4强化建筑抗震结构延性设计

高层混凝土建筑抗震结构延性设计可有效地运用隔震、消震等措施。延性设计以使用阻尼器为主，当地震作用下，借助于阻尼器降低地震作用力以达到减震作用，增强建筑物抗震能力并有效规避地震给高层建筑造成更大损失。在结构设计中，应遵循“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱构件”设计理念，在设计梁柱时，使得构件受剪承载力大于受弯承载力，避免出现延性较差的剪切破坏；在梁端与柱端塑性铰区域，配置箍筋加密区，约束混凝土，提高抗压强度，提高梁柱延性，充分发挥塑性变形与耗能作用。

结语

总之高层混凝土建筑的结构体系的形态越来越复杂，分析起来比较困难，对结构各组成部分及各部件进行了综合详细地考虑，成了未来高层建筑结构体系设计与思考的焦点。建筑结构设计人员在进行设计时，一定要严格遵循各种原则，做好高层建筑混凝土结构抗震设计数据分析比较与优化设计。在搞好各种优化的前提下，通过合理控制重要参数，增强高层建筑混凝土结构整体抗震能力，达到理想的结构抗震设计要求与水准。

参考文献

[1]王雷,赵国良,王诚杰,等.刍议高层混凝土建筑的抗震结构设计策略[J].工程抗震与加固改造,2021,43(01):172.

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[3]王明锋.高层混凝土建筑抗震结构设计的思考与实践[J].城市建筑,2020,17(26):82-83.