简析抗震设计在建筑结构设计中的应用

【摘要】提高建筑建筑的抗震能力是防护和减少人民生命财产损失的一种途径，在面对地震这样的自然灾害时，人类无法控制只能够进行力所能及的防护。本文简述了建筑结构抗震设计的重要性以及建筑结构设计中的结构抗震设计，对抗震设计在建筑结构设计中的应用进行了研究分析。

【关键词】建筑结构设计；抗震设计；重要性；应用

一、抗震设计在建筑结构设计中的重要性

1、抗震设计是保护人民群众的生命财产安全的需要。人类社会在发展过程中，首先要解决的就是温饱与安全的需求，如据有关报道，在2008年的汶川地震的主震区内，完好的建筑几乎没有。除却地震本身的烈度较高，破坏性较强的原因之外，一个更重要的问题值得我们的深思，就是建筑结构的抗震能力非常差，一方面在技术水平上缺乏突破，另一方面一部分人受利益驱动，往往在施工过程中，存在偷工减料等行为，导致了建筑物抗震能力薄弱，加强建筑结构抗震设计的重要性，对于保护人民群众的生命财产安全不言而喻。

2、抗震设计是促进建筑结构设计技术与理念的创新与发展的需要。以地震多发地区的日本为例，1880年横滨地震之后，日本成立了日本地震学会，1891 年在浓尾地震之后，鉴于地震给建筑物造成的重大损害，日本成立了“震灾预防调查委员会”，开始着手进行抗震结构设计研究。经过近百年的发展，日本的建筑物结构抗震设计无论是在技术还是在理念上都处于领先的地位，但只解决了大部分问题，地震持续时间对震害的影响始终在设计理论中没有得到反映。

3、抗震设计具有良好的社会正向效应。整个社会发展是一个复杂的系统，从这一战略高度加以认识的话，我们不难发现，建筑物抗震结构设计的加强对于构建和谐社会具有重要意义，良好的建筑物抗震能力，有利于维护社会稳定，对于建设“美丽中国”，实现“中国梦”，具有良好的社会效应。因此，不能孤立的片面的静止的对待建筑结构抗震设计。

二、建筑结构设计中的结构抗震设计

1、建筑中的建筑结构抗震规范。建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结，是指导建筑抗震设计（包括结构动力计算，结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容）的法定性文件它既反映了各个国家经济与建设的时代水平，又反映了各个国家的具体抗震实践经验。它虽然受抗震有关科学理论的引导，向技术经济合理性的方向发展，但它更要有坚定的工程实践基础，把建筑工程的安全性放在首位，容不得半点冒险和不实。

2、建筑结构设计中的抗震设计理念。我国《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）对建筑的抗震设防提出“三水准、两阶段”的要求，“三水准”即“小震不坏，中震可修，大震不倒”。当遭遇第一设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的多遇地震时，结构处于弹性变形阶段，建筑物处于正常使用状态。建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。因此，要求建筑结构满足多遇地震作用下的承载力极限状态验算，要求建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值。当遭遇第二设防烈度地震即相当于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时，结构屈服进入非弹性变形阶段，建筑物可能出现一定程度的破坏。但经一般修理或不需修理仍可继续使用。因此，要求结构具有相当的延性能力（变形能力）不发生不可修复的脆性破坏。

3、抗震措施。在对结构的抗震设计中，除要考虑概念设计、结构抗震外，历次地震后人们在限制建筑高度，提高结构延性等方面总结的抗震经验一直是各国规范重视的问题。当前，在抗震设计中，从概念设计，抗震验算及构造措施等三方面入手，在将抗震与消震结合的基础上，建立设计地震力与结构延性要求相互影响的双重设计指标和方法，直至进一步通过一些结构措施来减震，即减小结构上的地震作用使得建筑在地震中有良好而经济的抗震性能是当代抗震设计规范发展的方向。

三、抗震设计在建筑结构设计中的应用

建筑的结构设计在整个建筑施工中造价比重较大，建筑的结构设计中心理念在于“实用、经济和安全”，抗震设计在建筑结构设计中的应用基于这一中心理念而产生。由于地震的不确定性和破坏性特点，因此在建筑结构设计中应用抗震设计体现了设计的安全概念以及对自然灾害的预防措施。下面笔者从提高建筑结构的抗震力和降低地震作用对建筑的影响几个方面论述抗震设计在建筑结构设计中的应用。

1、提高建筑结构的抗震力。出于对建筑结构抗震功能的保证，在建筑结构设计中要特别注意做到以下几点：a.在建筑结构设计中要考虑地基的稳定性因素，挑选对抗震有益的地基，防止地基变形影响抗震功能；b.同一建筑结构单元要设计在性质一样的地基上，要把地基最大潜力融入建筑的结构设计，有利于发挥地基的抗震功能；c.建筑结构设计尽量做到规则、对称，以降低地震作用导致的建筑变形度以及避免地震作用力集中导致建筑扭曲的状况发生；d.建筑的整体结构设计中要多加几道抵抗防线，以提高建筑结构的抗震力，同时建筑结构受力设计要明确，防止存在建筑结构局部薄弱；e.最大程度的减少建筑结构自身重量，从而减小建筑对地基的压力，达到缓解地震冲击作用对建筑体的影响力。

2、保证建筑的刚度。在建筑结构的设计过程中，合理地设计和确定建筑物的刚度非常重要。因此首先要考虑到的是采用大量的钢筋混凝土。主要是在已有的钢筋混凝土之上使用“钢结构”对其进行进一步加层加固。加固分为两种情况：a.如果所需要进行加层的建筑结构的体系是钢结构，而国家规定：上部是钢结构、下部是钢筋混凝土两种不同的体系结构是不符合抗震规范的。b.假设屋盖的部分是采用钢结构，而钢筋混凝土仍然是作为整个建筑结构的抗侧力的主要体系，则必须根据相关的规定进行抗震设计。

3、降低地震对建筑的影响。现最被工程界认可的一个办法是在建筑基础与建筑的主体部分之间加设一个隔震层，有的设计师在建筑物的顶端部分加设一个“反摆”。此反摆的作用是能够在地震时使建筑物的位移方向相反，降低了加速度，降低地震的作用。根据相关研究分析，如果对“反摆”设置合理，那么对降低地震作用的概率可达65%，也能最大限度地减少建筑物内的物品受损程度。这一方式在国内外正被广泛地研究，并应用到了实际的工程建筑中，取得了较好的成效。

4、设防标准。我国明确规定，建筑的使用价值被区分成4个类别：甲乙丙丁。甲类和乙类建筑：当抗震设防的烈度是6度～8度时，应该符合本地的抗震设防再高1度；丙类建筑：丙类建筑的抗震措施以及抗震作用都应该要符合本地的抗震设防要求；丁类建筑：在通常情况之下，地震措施可以相对于本地抗震设防的要求适度降低，但地震作用必须符合本地的抗震设防要求。

结束语

建筑的结构设计在建筑工程建设中起着至关重要的作用，特别是在应对地震这样的自然灾害方面，随着全球地震不断频发，为了更好的保护群众的财产生命安全，建筑物的抗震设计必不可少，因此我们有必要对抗震设计的应用进行分析和探讨。

参考文献

[1]宋海燕 谈抗震设计在建筑结构设计中的应用 [J] 《山西建筑》 -2013年27期-

[2]吴学荣 高层建筑结构设计方法与应注意的问题 [J] 《建材与装饰》 -2012年27期-

[3]刘劲松 基于抗震理念的建筑结构设计 [J] 《城市建设理论研究（电子版）》 -2011年21期-

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