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建筑结构抗震设计问题探讨

  摘要:地震是对人类危害十分严重的一种自然灾害,其所造成的直接灾害是建筑物与
构筑物的破坏,如房屋倒塌等。由于地震预报仍处于探索阶段,绝大多数地震还不能做出临
震预报,我们应从设计方面入手,完善建筑结构抗震设计,提高建筑物的抗震性能。为此,
本文根据笔者多年工作经验,就建筑结构的抗震设计问题进行了浅要探讨。

 

  关键词:建筑结构;抗震;设计

 

  中图分类号:

 TU3 文献标识码: A 文章编号: 

  我国是一个多地震国家,地震活动分布范围广、频度高、强度大、震源浅。近年来尤以汶
川和青海玉树地震最为严重,给国家和人民的生命财产造成了巨大损失。除了震级高以外,
当地建筑结构本身抗震能力不足,也是这两次地震造成重大危害的主要原因。因此,工民建
工程按照抗震设防要求进行设计、施工,确保小震可修、中震不坏、大震不倒的安全效果是非
常重要的。下面我们就来探讨一下建筑结构的抗震设计问题。

 

  

1 场地的选择与地基基础设计 

  建筑物所处的场地条件对震害的影响已为历次大震的经验所证实。必须加强场地的地质
勘查工作,尽可能选择对建筑抗震有利的地段,如薄的场地覆盖层或坚实的场地土,不在
危险地段建设,避开不利地段,当无法避开时,应采取适当的抗震措施,保证地基稳定性。

 

  地基基础设计中,承载力和变形应满足规范要求。同一结构单元不宜设置在性质截然不
同的地基上,也不宜部分采用天然地基,部分采用桩基。地基土有软弱粘性土、可液化土、严
重不均匀土层时,宜加强基础的整体和刚性。

 

  

2 抗震结构体系 

  抗震结构体系是建筑结构中主要的受力系统,是抗震设计中最关键的内容。多高层建筑
的结构体系主要包括:框架结构、剪力墙结构(框架

-剪力墙结构和部分框支-剪力墙结构)、

筒体结构(框架

-核心筒结构、筒体结构)、复杂高层结构(带加强层和刚臂结构、错层结构、

连体结构、多塔楼结构)和混合结构。设计中应合理选择结构体系,一般框架抗震能力较差,
框架

-剪力墙结构较好,剪力墙和筒体结构更好。 

  

3 提高建筑结构抗震性能的设计思路 

  第一,建筑设计应符合抗震概念设计的要求,不应采用严重不规则的设计方案。平面布
置力求简单、规则、对称,避免出现应力、变形集中的凹角和收缩区。尽量避免在结构单元两
端布置楼梯间、电梯间,减少扭转的影响。尽量避免建筑物竖向体型复杂、外挑内收变化过多,
力求刚度均匀变化不突变。

 

  第二,抗震设计的框架结构不宜采用单跨框架,应尽可能设置多道抗震防线,结构应
有必要的赘余度和内力重分配的功能,避免因部分结构或构件失效而导致整个体系丧失抗
震能力或丧失对重力的承载能力。一般情况下,第一道抗震防线的抗侧力构件应优先选择不
负担或少负担重力荷载的竖向支撑或填充墙,或者选用轴压比值较小的抗震墙、实墙筒体之
类的构件,不宜采用轴压比很大的框架柱兼作第一道防线的抗侧力构件。适当处理构件的强
弱关系,使其形成多道防线,并考虑某一防线被突破后,引起内力重分布的影响,是提高
结构抗震性能,避免大震倒塌的有效措施。

 

  第三,结构的抗震能力和安全性,在很大程度上取决于其变形能力。设计中应满足强柱
弱梁、强剪弱弯、强节点强锚固弱构件的延性结构设计原则。如常用的钢筋混凝土框架结构,
其抗震能力在很大程度上就是由梁、柱以及节点的延性决定的。承受地震作用的框架梁,除
了保证必要的受弯和受剪承载力外,更重要的是要具有较好的延性,使梁端塑性铰得到充
分展开,以增加变形能力,耗散地震能量。影响梁截面延性的主要因素有梁的截面尺寸、纵
向钢筋配筋率、剪压比、配箍率、钢筋和混凝土的强度等级等。同时,房屋是否能够破坏而不