建筑结构的抗震设计探讨

摘要：建筑抗震设计规范是建筑抗震设防的依据，人们的生命财产安全与否与之密切相关。论文重点针对建筑结构抗震设计中几个常见的问题的进行了分析和探讨。旨在不断提高建筑抗震等级，确保人民生命财产安全。
　　关键词：建筑抗震，设计规范，地震作用
　　4.14青海玉树县发生7.1级地震，给人们带来了无可估量的损失，提高建筑结构抗震等级，保障人民生命财产有效的建筑抗震规范是各国政府和科技工作者的共同目标。相关资料也表明2010年也进入了地震多发年，人类从已有地震灾害中吸取大量教训的同时，也取得了宝贵的经验，即对于地震灾害要以预防为主。虽然临时性的地震预报可以在很大程度上减少人员伤亡，但是根本的预防措施在于基于先进的抗震思想和理论研究的基础上，采取合理的结构抗震设计方法和基于性能要求的抗震措施，从根本上消除抗震薄弱环节，提高房屋总体抗震能力和抗震可靠度。
　　1场地地基的选择
　　选择建筑场地时，应根据工程需要，拿捏地震活动情况和工程地质的有关资料综合评价。对不同的场地，应分析其作为天然地基时的抗震承载力，如为软弱土(软土、液化土)，则应分析其震陷、震动液化可能性与液化危害度。必要时，可以按规范采取相应的地基或基础处理措施，如桩基、地基加固处理、或基础与上部结构处理等。对于场地范围内的地震断裂，规范要求根据地震烈度(8度以上)、断裂的地质历史和场地土的厚度来确定避让距离。宜选择对建筑抗震有利的地段；避开对建筑不利的地段，当无法避开时，取适当的抗震措施；不应在危险地段建造甲、乙、丙类建筑物。
　　2选择有利于抗震的体系的类型
　　建筑结构影响抗震的因素很多.使用功能的重要性，体系的类型(结构在平面与立面上的规则性、对称性、整体性与刚度的均匀性，以及材料类型)与施工因素等都会有所影响。
　　首先，建筑的体型要简单，平立面布置宜规则。体型简单和规则的建筑，受力性能明确．设计时容易分析结构在地震作用下的实际反应及其内力分析。且结构细部的构造也易于处理．所以这类结构遭遇地震后其震害相对都较轻。其次，对于结构体系的类型，其规则性关系到建筑地震作用的产生、分配和传递，其建筑材料及结构体系对建筑物的固有周期和抗震延性有很大影响。扭转不规则时，产生附加扭矩，即影响地震作用的产生:刚度不连续时，影响地震作用的分配;传力构件不连续时，影响地震作用的传递。它们都对建筑的抗震不利。因此，对体型复杂、平立面特别不规则的建筑结构需要在适当部位设置防震缝，使其形成多个较规则的抗侧力结构单元。否则，如为平面不规则的建筑结构(扭转不规则，凹凸不规则，楼板局部不连续)，或立面不规则的建筑结构(侧向刚度不规则，竖向抗侧力构件不连续，楼板侧向承载力突变)，则应进行水平地震作用计算和内力调整，并对薄弱部位采取有效的抗震结构措施。由于偶然偏心放大了结构的扭转效应，因此扭转不规则的计算应该考虑偶然偏心的影响。必要时设置防震缝，抗震规范的原则是，建筑防震缝的设置，可按结构的实际需要考虑。体型复杂的建筑．不设防震缝时、应选择符合实际的结构计算模型，进行精细的抗震分析，估计其局部应力和变形集中及扭转影响、判别其易损部位、采取措施提高抗震能力。当设置防震缝时．应将建筑分成规则的结构单元，防震缝应根据烈度、场地类别、房屋类型等留有足够的宽度，其两侧的上部结构应完全分开。
　　3选择合理的抗震结构体系
　　建筑结构的体系类型常分为剪力墙结构体系，支撑框架结构体系，框架结构体系，框架一剪力墙结构体系等。它们具有不同的结构延性。对于各种结构体系均应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径;具备必要的抗震承载能力，良好的变形能力和消耗地震能量的能力;避免因部分结构或构件破坏导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。
　　1）避免因局部削弱或突变而形成薄弱部位产生过大的应力或塑性变形集中(对可能出现的薄弱部位应采取措施提高抗震能力);结构体系各构件之间的连接应保证结构的整体性(采用圈梁，构造柱，芯柱，配筋砌体等)。非结构构件应保证其合理设置和与主体结构的可靠连接与锚固。这些一般可以通过限制措施(限制高度，限制轴压比等)，内力调整措施(如构件设计内力乘以调幅系数)和构造措施(对配筋率和配筋规格提出要求等)来体现。并确保不发生剪切破坏先于弯曲破坏，混凝土压溃先于屈服，锚固粘接破坏先于构件破坏。
　　2）同时，抗震结构的材料应满足其强度等级，或延性与韧性，施工应满足施工顺序和施工质量上的特殊要求。宜有多道抗震防线．避免因部分结构或构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力或对重力的承载能力。一个抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成．并由延性较好的结构构件连接起来协同丁作。
　　3）—般情况下，应优先选择不负担重力荷载的竖向支撑或填充墙，或选用轴压比不太大、延性较好的抗震墙等构件，作为第一道抗震防线的抗侧力构件。框架—抗震墙结构体系中的抗震墙、处于第一道防线，当抗震墙在一定强度的地震作用下遭受可允许的损坏，刚度降低而部分退出工作并吸收相当的地震能量后，框架部分起到第二道防线的作用。这种体系的设计既考虑到抗震墙承受大部分的地震力。对于强栓弱梁型的延性框架。
　　4）应具备必要的强度，良好的变形能力和耗能能力。如果抗震结构体系有较高的抗侧力强度，但缺乏足够的延性，则这样的结构在地震时很容易破坏(如元筋砌体)；但如结构有较大的延性、而抗侧力强度不高，在不大的地震作用下结构产生较大的变形(如纯框架结构)，如果砌体结构加上届边约束构件，使其只有较好的变形能力。如果框架中设琶抗震墙，使其抗例力强度增加，则上述两种结构的抗震潜力都增大了。
　　5）宜具有合理的刚度和强度分布，避免因局部削弱或突变形成薄弱部位。产生过大的应力或塑性变形集中，对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。结构在强烈地震下不存在强度安全储备、构件的实际强度分布是判断薄弱层(部位)的基础。
　　6）抗震计算中的延性保证。延性控制准则的一般要求都包括对两个物理量的要求:一是所讨论的部件(如包括节点在内的梁柱接头区)在预定部位(如梁端)屈服后所能达到的变形量的大小;另一个是直到变形量增大到预期值为止，部件各部位都必须保持其应具备的承载力而不发生先期承载力失效。其中第一个物理量是被衡量和控制的量，第二个量是第一物理量的基本保障.对节点而言，就是要求节头区梁端或柱端屈服后达到某个必要的变形之前不会先行发生破坏或剪切失效。具体框架节点延性设计准则表达如下。提高抗震结构构件的延性、改变其变形能力，力求避免脆性破坏；为此砌体结构应按规定设置钢筋混凝土圈梁和构造柱、芯校，或采用配筋砌体和组合砌体柱等；钢筋混凝土构件应合理的选择尺寸、配置纵向钢筋和箍筋。避免剪切破坏先于弯曲破坏，避免混凝土的受压破坏先于钢筋的屈服，防止局部或整个构件失稳。其次，保证抗震结构构件之间的连接具有较好的延性、是充分发挥各个构件的强度、变形能力，从而获得整个结构良好抗震能力的重要前提。为了保证连接的可靠性，构件节点的强度不应低于其连接构件的强度，预埋件的锚固强度不应低于其连接构件的强度；装配式结构构件之间应采取保证结构整体性的连接措施。
　　4结语
　　总之，在建筑结构抗震设计的实践中，由于设计人员对规范的理解和掌握尺度上，以及因地因人在结构选型、布置以及计算方法上相互差异较多而对设计产生较多的争议，抗震设计方法值得深入的研究。从长远观点看，如何从

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