摘 要：建筑抗震工作一直是建筑設計和施工的重點，本文從抗震設計角度指出建筑抗震設計的必要性和抗震概念設計的含義，指出在建筑結構抗震設計中存在的問題，并提出可供參考的防范措施。

　　關鍵詞：建筑,結構設計,抗震

　　一、建筑抗震設計的必要性

　　地震是地殼運動在某些階段發生急劇變化時的一種自然現象。據統計，全世界每年發生的地震約達500萬次，其中絕大多數地震由于發生在地球深處或者它所釋放的能量小而人們難以感覺到;而人們感覺到的地震，也即有感地震，僅占總量的1%左右;能造成災害的強烈地震則為數更少，平均每年十幾起。然而，就是這些每年為數不多的地震，卻給人們帶來了無可挽回的巨大經濟財產損失和觸目驚心的人身傷亡事故。據有關方面對世界上130次傷亡巨大的地震震害資料所做的統計表明，95%以上的傷亡是因為無抗震能力或抗震能力低的建筑物倒塌而造成的。典型的例子如，日本是個多地震國家，政府一貫重視建筑物抗震設計，其防震設施和技術相當先進，建筑物通常具備了抗御7~8級地震的能力;而阿爾及利亞當地房屋建筑質量普遍低劣，抗震性能差，地震時易坍塌。由此可見，對建筑物進行有效的抗震設計是減輕地震災情最有效、最根本的措施。

　　二、結構抗震概念設計的含義

　　實際建筑結構及其在強震作用下的破壞過程是很復雜的，目前難以對此進行較為精確而可靠的計算。因此，20世紀70年代以來，各國標準強調了工程技術人員必須重視“結構抗震概念設計”，即根據地震災害調查、科學研究和工程經驗等所形成的基本原則和設計思路，進行建筑結構的總體布局并確定細部構造。這種設計理念將有助于明確結構抗震思想，不但有利于提高建筑結構的抗震性能，而且也為有關抗震計算創造有利條件，使計算分析結果更能反映今后地震時結構的實際地震反應。

　　三、建筑結構抗震設計中存在的問題

　　3.1抗震設防烈度較低。關于建筑物的抗震性能設計，《建筑抗震設計規范》中規定：“小震(超越概率63%)不壞、中震(超越概率10%)可修、大震(超越概率2%)不倒”。現在許多專家學者提出，現行的建筑結構設計安全度已不能適應國情的需要，認為我國“取用了可能是世界上最低的結構設計安全度”，并主張“建筑結構設計的安全度水平應該大幅度提高”。

　　此外，有些建筑結構設計人員對抗震設計的認識不透，設計過程中個別忽略抗震性原則，具體抗震計算方法和構造規定的安全度也不如國外，在配筋率、軸壓比、梁柱承載力匹配等一系列保證抗震延性的要求上遠不如國外嚴格。我國建筑結構抗震設計除了設防烈度較低外，結構失效帶來的損失愈來愈大，因而有人主張結構在設防烈度下應該采用彈性設計。

　　3.2建筑結構抗震設計不合理。1)承重柱截面高度設計過小。這種情況多發生于六度抗震設防區，一些結構設計人員誤認為六度設防就是不設防，為圖受力分析方便，故意把柱子的截面高度設計得過小，使梁柱的線剛度比加大(因一些結構設計手冊中規定：當梁柱的線剛度比大于4時計算簡圖中梁柱節點可簡化為鉸支)。這種做法雖然易于進行結構受力分析，卻給房屋結構埋下了隱患，不但影響了房屋的耐久性，也會讓用戶產生恐懼心理。2)建筑設計高度存在問題。按我國高層建筑混凝土結構技術規程(JGJ3—2010)規定，在一定設防烈度和一定結構型式下，鋼筋混凝土高層建筑都有一個適宜的高度。這個高度是我國目前建筑科研水平、經濟發展水平和施工技術水平下，較為穩妥的，也是與目前整個土建規范體系相協調的。

　　3.3建筑結構設計中結構與材料的選用。我國150米以上的建筑，采用的三種主要結構體系(框-筒、筒中筒和框架-支撐體系)，都是其他國家高層建筑采用的主要體系。在高層建筑中采用框架-核心筒體系，因其比鋼結構的用鋼量少，又可減少柱子斷面，故常被業主所看中。混合結構的鋼筋混凝土內筒往往要承受80%以上的震層剪力，有的高達90%以上。此外，在結構體系或柱距變化時，需要設置結構轉換層。加強層和轉換層都在本層形成大剛度而導致結構剛度突變，常常會使與加強層或轉換層相鄰的柱構件剪力突然加大，加強層伸臂構件或轉換層構件與外框架柱連接處很難實現“強柱弱梁”。因此在需要設置加強層及轉換層時，要慎重選擇其結構模式，盡量減小其本身剛度，減小其不利影響。

　　四、建筑工程抗震設計應采取的措施

　　4.1基于位移的結構抗震設計。我國現行的結構抗震設計，是以承載力為基礎的設計。即：用線彈性方法計算結構在小震作用下的內力、位移;用組合的內力驗算構件截面，使結構具有一定的承載力;位移限值主要是使用階段的要求，也是為了保護非結構構件;結構的延性和耗能能力是通過構造措施獲得的。為了實現基于位移的抗震設計，第一步需要研究簡單結構的構件變形與配筋關系，實現按變形要求進行構件設計;進而研究整個結構進入彈塑性后的變形與構件變形的關系。

　　4.2鋼筋混凝土結構梁柱抗震。所謂強柱弱梁主要是考慮到如果一個建筑物的梁壞了，只會導致建筑物局部受到損壞，但是如果柱子壞了，就會導致建筑物的整個受力結構發生變化，出現整體建筑坍塌的現象。但是，在實際操作過程中我們發現，建筑物的柱也不是越強越好，柱的軸壓比也不能太高，如果軸壓比過高，在大地震發生時將對建筑物的邊柱產生最少30%以上的附加軸力，這對建筑物的安全問題是致命性的。因此，不是強柱弱梁就一定能夠保證建筑物不倒塌。我們通常要注意以下幾個方面：(1)控制好建筑物的柱軸壓比。保證這個比率在各種建筑物中不超過1%，并且要對重點部位的柱斷面和配筋進行特別處理，對角柱和邊柱要加強，通常要加密箍筋;(2)科學配置框架柱和小截面柱的鋼筋。確保不小于20，矩形的柱面我們要采用對稱配筋的方法，增強穩定性;(3)巧妙設計梁配筋。對于梁的配筋來說我們應該加強梁中部的配筋，而支座部分的配筋可以根據情況適當降低。這樣有利于形成梁鉸機制，當地震發生時，因梁端的塑性鉸作用而增加柱的實際承載能力。

　　4.3抗震構造措施。通過抗震構造措施來保證形成塑性鉸的部位具有足夠的塑性變形能力和塑性耗能能力，同時保證結構的整體性。我國的抗震措施中對耗能機構的考慮也基本遵循了這一思路，采用了“梁柱塑性鉸機構”模式，而放棄了基于塑性力學的“理想梁鉸機構”模式。抗震設計中，為了避免沒有延性的剪切破壞的發生，采取了“強剪弱彎”的措施來處理構件受彎能力與受剪能力的關系問題。對于梁柱等構件，延性的影響因素最終可歸納為最根本的兩點：混凝土極限壓應變，破壞時的受壓區高度。影響延性的其他因素實質都是這兩個根本因素的延伸。在抗震設計中為保證結構的延性，常常采用控制受拉鋼筋配筋率，保證一定數量受壓鋼筋，通過加箍筋保證縱筋局部壓屈失穩以及約束受壓混凝土，對柱子限制軸壓比等。

　　五、結束語

　　建筑結構的抗震設計是一個完整、系統的概念，從場址的選擇到建筑物的結構設計，抗震設計貫穿了整個過程，而且建筑物的抗震設計是衡量建筑結構設計是否符合要求的重要指標。因此，準確、合理的運用不同的抗震設計方法是非常重要的，對于不同的建筑和不同的情況應區別對待，從而尋求最合理的抗震設計。

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