论文部分内容阅读
【摘 要】 近年来地震灾害频繁发生，加强建筑物的抗震结构设计已成为目前我国建筑工程建设中的首要任务。建筑结构的抗震设计是一个完整、系统的概念，从场址的选择到建筑物的结构设计，抗震设计贯穿了整个过程。建筑物的抗震设计是衡量建筑结构设计是否符合要求的重要指标。
【关键词】 建筑结构；抗震设计
前言 ：
由于我国是一个地震多发的国家，分布广、频率高、强度大、震源浅，是世界上地震灾害最严重的国家之一。近几年来，各国历次地震对人类造成了严重灾害，通过总结大量的经验教训，促使结构抗震设计不断发展。建筑抗震的实践表明，一个地震区建筑物，如果没有良好的建筑总体布置方案，单靠结构抗震计算和抗震的构造措施，在较强烈的地震作用下，仍是难以取得建筑抗震的较好效果，甚至减轻不了建筑物的震害程度。因此，只有建筑设计与建筑抗震设计有机地结合起来，建筑抗震设计水平才能达到一个比较完善的高度。
一、目前我国抗震设计中存在的不足
通过多年对于建筑抗震设计的研究，我国逐渐形成了自己的一套较为先进的抗震设计方法而且日益成熟，但是也有许多考虑欠妥的地方，需要我们今后加以完善。首先，与国外规范相比，我国抗震规范在对关系的认识上还存在一定的差距。美国UBC规范按同样原则来划分延性等级，但在高烈度区推荐使用高延性等级，在低烈度区推荐使用低延性等级。这几种抗震思路都是符合规律的，而目前我国将地震作用降低系数统一取为2.86，而且还把用于结構截面承载能力设计和变形验算的小震赋予一个固定的统计意义。另外，我国规定的“小震不坏，中震可修，大震不倒”的三水准抗震设防目标也存在一定的问题。该设防目标对甲类、乙类、丙类这三类重要性不同的建筑来说，并不都是恰当的。最后，由于不同类别建筑的不同重要性，不宜再笼统的使用以上同一个性态目标。此外，还应该考虑建筑所有者的不同要求，选择不同的设防目标，从而做到在性态目标的选择上更加灵活。
二、结构抗震的可靠度
在结构所有的功能中，首先需要满足的是结构的安全性。由于在震源的发生机制、地震波的传播路径和场地条件中存在很多不确定性，以及在循环荷载作用下的性能和分析计算模型中的不确定性，结构的地震反应非常随机，并且安全性只能采用抗震可靠度进行描述。按照可靠度理论，服役期内结构的抗震可靠度同时体现了环境和结构两方面的、特征，采用可靠度作为设防参数在概念上似乎更充分一些，在方法上也比较统一。这种方法实质上是认为工程结构自身以及所处环境存在着不确定性，使所设计的结构在遭受未来可能发生的地震作用时绝对安全既不可能也不经济，人们使用这些结构时必须承受一定的风险。因此需要确定一个可以接受的安全度水准，这个水准被定义为目标可靠度，它可以作为结构抗震设防的参数，所有抗震结构实际的抗震可靠度应该不低于规定的目标可靠度。
由于结构抗震可靠度中包含了场地可能遭遇的各种强度地震动对结构安全性的影响，以目标可靠度进行抗震设防时就不必再去区分“小震 、“中震”和“大震”，从而也就避免了为解决该问题所产生的各种困难。结构抗震可靠度的大小同结构服役期限的长短有关，它不仅描述了结构建造完成前规划、设计、施工等过程中的安全性，而且考虑了结构服役过程的安全影响因素，因此采用目标可靠度进行抗震设防既可以完成基于生命的抗震设防目标，也可以实现基于性态的设防目标，对于具有不同服役功能的工程结构，只需适当调节目标可靠度的具体取值，就可以方便地实现多级抗震设防的目标了。
三、建筑结构消能减震与隔震设计
消能减震隔震是指在结构体系中设置隔震层以隔离地震能量，或在抗侧力结构中设置消能器吸收地震能量，从而达到减轻震害的目的。由于它是一种新型的结构体系，且隔震层以上结构部分的使州要求高于非隔震建筑，因此，在目前的设计中应用较少。其主要原理为：在房屋底部设置橡胶隔震支座和阻尼器等，以延长构件的自振周期、增大阻尼，或在结构中设置消能装置，通过局部变形提供附加阻尼，消耗地震能力，而达到保护上部结构的目的。结构空间刚度房屋是由纵、横向承重构件和楼盖组成的一个具有空间刚度的结构体系，其抗震能力的高低取决于结构的空间整体刚度和整体稳定性。
刚性楼盖体系是保证所有竖向抗侧力构件共同受力的先决条件，建议采用现浇楼屋盖，对于砖混结构体系采用现浇楼屋盖不仅可消除滑移、散落问题，提高房屋的整体性，增大楼板的刚度，而且对平面上墙体对齐的要求也可以予以适当的放宽，因为作为以剪切变形为主的砖混结构，层间变形是可控制性的，较强的楼、屋盖水平刚度使荷载传递具有良好的条件，平面上当上下墙体不对齐时，现浇楼、屋盖能起到一定的传递水平力的作用，同时楼、屋盖现浇增加了楼板对墙体的约束。砖混结构房屋采用纵墙或横墙承重，由于其另一方向的约束墙体少、间距大，因而房屋的另一方向刚度较弱，空间刚度和整体性都较差，抗震能力低。在中强地震作用下，墙体由于平面外的失稳而先行破坏，进而引起整个房屋的倒塌。而在两个方向布置适当的纵横墙混合承重房屋。由于其限制了纵墙的侧向变形，增强了空间刚度和整体性，对承受纵横两个方向的水平地震作用，以及抗弯、抗剪都非常有利，抗震性能较纵墙或横墙承重好得多。
四、抗震构造措施的设置
抗震构造措施在结构设计中具有非常重要的作用，构造设置是否合理，直接影响到结构防震的效果，由于上部主体结构类型不同，构造措施也不尽相同，以下列出常见结构类型所需采取的一般构造措施。砖混结构房屋中设置沿楼板标高的水平圈梁，加强了内外墙的连接，增强房屋的整体性。圈梁能够有效地约束预制板的散落，使砖墙出平面倒塌的可能性降低；另外，圈梁作为边缘构件，可以提高楼、屋盖的水平刚度。在地震作用下限制了墙体斜裂缝的开度与延伸，减轻了不均匀沉降对房屋的影响。并且构造柱设置合理，可以起到增强房屋整体性、改善结构脆性和增加延性的作用。每间设置构造柱的墙体，可以大大提高变形能力，即使墙体开裂以后，还可以利用其塑性变形和滑移、摩擦，来消耗地震能量。但是，设置圈梁和构造柱后，多层砖混房屋的抗裂能力并没有多大的改善，难于保证砖混结构房屋实现“小震”不坏的目标，设计中应该加以注意。
六、结语
总的来讲，结构工程师在建筑结构的抗震设计中，只有注重对结构抗震设计的方法总结和不断完善，不断提高建筑抗震等级，真正理解设计规范，严谨认真，才能设计出经济安全的建筑，才能确保人民生命财产安全。也就是说，在建筑结构抗震体系中，只要使体系布局合理，计算正确，同时采取有效的加强措施，便可获得结构的最大抗震能力，达到防震减灾的目的。
参考文献：
[1]曾庆玲.抗震结构的概念设计[J]，黑龙江水利科技，2010：09-10.
[2]陈建华，于明.关于建筑结构概念设计的一些思考[J].低温建筑技术，2010：11-12.
[3]赖运强.当前建筑结构设计中概念设计的应用[J].中国高新技术企业.2010：13-14.
【关键词】 建筑结构；抗震设计
前言 ：
由于我国是一个地震多发的国家，分布广、频率高、强度大、震源浅，是世界上地震灾害最严重的国家之一。近几年来，各国历次地震对人类造成了严重灾害，通过总结大量的经验教训，促使结构抗震设计不断发展。建筑抗震的实践表明，一个地震区建筑物，如果没有良好的建筑总体布置方案，单靠结构抗震计算和抗震的构造措施，在较强烈的地震作用下，仍是难以取得建筑抗震的较好效果，甚至减轻不了建筑物的震害程度。因此，只有建筑设计与建筑抗震设计有机地结合起来，建筑抗震设计水平才能达到一个比较完善的高度。
一、目前我国抗震设计中存在的不足
通过多年对于建筑抗震设计的研究，我国逐渐形成了自己的一套较为先进的抗震设计方法而且日益成熟，但是也有许多考虑欠妥的地方，需要我们今后加以完善。首先，与国外规范相比，我国抗震规范在对关系的认识上还存在一定的差距。美国UBC规范按同样原则来划分延性等级，但在高烈度区推荐使用高延性等级，在低烈度区推荐使用低延性等级。这几种抗震思路都是符合规律的，而目前我国将地震作用降低系数统一取为2.86，而且还把用于结構截面承载能力设计和变形验算的小震赋予一个固定的统计意义。另外，我国规定的“小震不坏，中震可修，大震不倒”的三水准抗震设防目标也存在一定的问题。该设防目标对甲类、乙类、丙类这三类重要性不同的建筑来说，并不都是恰当的。最后，由于不同类别建筑的不同重要性，不宜再笼统的使用以上同一个性态目标。此外，还应该考虑建筑所有者的不同要求，选择不同的设防目标，从而做到在性态目标的选择上更加灵活。
二、结构抗震的可靠度
在结构所有的功能中，首先需要满足的是结构的安全性。由于在震源的发生机制、地震波的传播路径和场地条件中存在很多不确定性，以及在循环荷载作用下的性能和分析计算模型中的不确定性，结构的地震反应非常随机，并且安全性只能采用抗震可靠度进行描述。按照可靠度理论，服役期内结构的抗震可靠度同时体现了环境和结构两方面的、特征，采用可靠度作为设防参数在概念上似乎更充分一些，在方法上也比较统一。这种方法实质上是认为工程结构自身以及所处环境存在着不确定性，使所设计的结构在遭受未来可能发生的地震作用时绝对安全既不可能也不经济，人们使用这些结构时必须承受一定的风险。因此需要确定一个可以接受的安全度水准，这个水准被定义为目标可靠度，它可以作为结构抗震设防的参数，所有抗震结构实际的抗震可靠度应该不低于规定的目标可靠度。
由于结构抗震可靠度中包含了场地可能遭遇的各种强度地震动对结构安全性的影响，以目标可靠度进行抗震设防时就不必再去区分“小震 、“中震”和“大震”，从而也就避免了为解决该问题所产生的各种困难。结构抗震可靠度的大小同结构服役期限的长短有关，它不仅描述了结构建造完成前规划、设计、施工等过程中的安全性，而且考虑了结构服役过程的安全影响因素，因此采用目标可靠度进行抗震设防既可以完成基于生命的抗震设防目标，也可以实现基于性态的设防目标，对于具有不同服役功能的工程结构，只需适当调节目标可靠度的具体取值，就可以方便地实现多级抗震设防的目标了。
三、建筑结构消能减震与隔震设计
消能减震隔震是指在结构体系中设置隔震层以隔离地震能量，或在抗侧力结构中设置消能器吸收地震能量，从而达到减轻震害的目的。由于它是一种新型的结构体系，且隔震层以上结构部分的使州要求高于非隔震建筑，因此，在目前的设计中应用较少。其主要原理为：在房屋底部设置橡胶隔震支座和阻尼器等，以延长构件的自振周期、增大阻尼，或在结构中设置消能装置，通过局部变形提供附加阻尼，消耗地震能力，而达到保护上部结构的目的。结构空间刚度房屋是由纵、横向承重构件和楼盖组成的一个具有空间刚度的结构体系，其抗震能力的高低取决于结构的空间整体刚度和整体稳定性。
刚性楼盖体系是保证所有竖向抗侧力构件共同受力的先决条件，建议采用现浇楼屋盖，对于砖混结构体系采用现浇楼屋盖不仅可消除滑移、散落问题，提高房屋的整体性，增大楼板的刚度，而且对平面上墙体对齐的要求也可以予以适当的放宽，因为作为以剪切变形为主的砖混结构，层间变形是可控制性的，较强的楼、屋盖水平刚度使荷载传递具有良好的条件，平面上当上下墙体不对齐时，现浇楼、屋盖能起到一定的传递水平力的作用，同时楼、屋盖现浇增加了楼板对墙体的约束。砖混结构房屋采用纵墙或横墙承重，由于其另一方向的约束墙体少、间距大，因而房屋的另一方向刚度较弱，空间刚度和整体性都较差，抗震能力低。在中强地震作用下，墙体由于平面外的失稳而先行破坏，进而引起整个房屋的倒塌。而在两个方向布置适当的纵横墙混合承重房屋。由于其限制了纵墙的侧向变形，增强了空间刚度和整体性，对承受纵横两个方向的水平地震作用，以及抗弯、抗剪都非常有利，抗震性能较纵墙或横墙承重好得多。
四、抗震构造措施的设置
抗震构造措施在结构设计中具有非常重要的作用，构造设置是否合理，直接影响到结构防震的效果，由于上部主体结构类型不同，构造措施也不尽相同，以下列出常见结构类型所需采取的一般构造措施。砖混结构房屋中设置沿楼板标高的水平圈梁，加强了内外墙的连接，增强房屋的整体性。圈梁能够有效地约束预制板的散落，使砖墙出平面倒塌的可能性降低；另外，圈梁作为边缘构件，可以提高楼、屋盖的水平刚度。在地震作用下限制了墙体斜裂缝的开度与延伸，减轻了不均匀沉降对房屋的影响。并且构造柱设置合理，可以起到增强房屋整体性、改善结构脆性和增加延性的作用。每间设置构造柱的墙体，可以大大提高变形能力，即使墙体开裂以后，还可以利用其塑性变形和滑移、摩擦，来消耗地震能量。但是，设置圈梁和构造柱后，多层砖混房屋的抗裂能力并没有多大的改善，难于保证砖混结构房屋实现“小震”不坏的目标，设计中应该加以注意。
六、结语
总的来讲，结构工程师在建筑结构的抗震设计中，只有注重对结构抗震设计的方法总结和不断完善，不断提高建筑抗震等级，真正理解设计规范，严谨认真，才能设计出经济安全的建筑，才能确保人民生命财产安全。也就是说，在建筑结构抗震体系中，只要使体系布局合理，计算正确，同时采取有效的加强措施，便可获得结构的最大抗震能力，达到防震减灾的目的。
参考文献：
[1]曾庆玲.抗震结构的概念设计[J]，黑龙江水利科技，2010：09-10.
[2]陈建华，于明.关于建筑结构概念设计的一些思考[J].低温建筑技术，2010：11-12.
[3]赖运强.当前建筑结构设计中概念设计的应用[J].中国高新技术企业.2010：13-14.