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辽宁德龙工程设计咨询有限责任公司 辽宁 123000
摘要：建筑结构的抗震是非常有必要，也是非常重要的一个方面，随着人们对建筑产品要求的提高，各种新结构、不规则结构和超出规范适用范围的结构会逐渐增多，在没有规范可供遵循的条件下，采用基于性能的抗震设计思想进行这些结构的抗震设计，并通过专家论证，也是可行、有效的一条路径。本文探讨了建筑结构设计抗震措施。
关键词：建筑；结构设计；抗震；措施
随着科技的迅猛发展，各项新工艺、新材料、新技术与新理念在建筑设计行業得到了广泛应用，有效丰富了抗震设计手段，提升了建筑结构整体抗震性能。建筑结构抗震设计的好坏是建筑物能否取得良好抗震效果的前提，因此，在进行抗震设计时，要根据理论分析，选择的结构布置和合理的材料运用，从多个方面慎重考虑，从而使高层建筑结构满足人们的使用要求，能够减轻甚至避免地震带来的危害。
一、建筑抗震结构设计的基本原则
1、结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能
结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱（墙）”的原则；对可能造成结构的相对薄弱部位，应采取措施提高抗震能力；承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。
2、尽可能设置多道抗震防线
（1）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协同工作。例如框架-剪力墙结构由延性框架和剪力墙两个分体组成，双肢或多肢剪力墙体系组成。
（2）强烈地震之后往往伴随多次余震，如只有一道防线，则在第一次破坏后再遭余震，将会因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度，有意识地建立一系列分布的屈服区，主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度，以使结构能吸收和耗散大量的地震能量，提高结构抗震性能，避免大震时倒塌。
（3）适当处理结构构件的强弱关系，同一楼层内宜使主要耗能构件屈服后，其他抗侧力构件仍处于弹性阶段，使“有效屈服”保持较长阶段，保证结构的延性和抗倒塌能力。
（4）在抗震设计中某一部分结构设计超强，可能造成结构的其他部位相对薄弱，因此在设计中不合理的加强以及在施工中以大带小，改变抗侧力构件配筋的做法，都需要慎重考虑。
二、提高建筑结构设计抗震的措施
1、建筑场地的选择
（1）应选择对建筑抗震有利的地段，如开阔平坦的坚硬场地土或密实均匀的中硬场地土等地段。
（2）应避开对建筑抗震不利的地段，如软弱场地土，易液化土，条件突出的山嘴，高耸孤立的山丘，非岩质陡坡、采空区、河岸和边坡边缘，场地土在平面分布上的成因、岩性、状态明显不均匀等地段。当无法避开时，应采取有效的抗震措施。
（3）不应在危险地段造建甲、乙、丙类建筑，对建筑抗震危险地段，一般是指地震的可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等地段，发震断裂带上地震等可能发生地表错位地段。建筑场地为Ⅰ类时，甲、乙类建筑可按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施；丙类建筑允许按本地区抗震设防烈度降低一度的要求采取抗震构造措施，但抗震设防烈度为Ⅶ度时，可按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施。另外，场地土的刚度大小和场地土覆盖层厚度是影响建筑物震害得主要因素。震害调查表明，土质越软，覆盖层越厚，建筑物震害越严重，反之越轻。
2、选择有利于抗震的建筑平面和立面布置
（1）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。反之，建筑体型不规则，平面上曲出凹进，立面上高低错落。易于形成刚度和强度上的突变，引起应力集中或变形集中，也容易形成薄弱环节，往往造成比较严重的危害。
（2）建筑的平、立面刚度和质量分布力求对称。建筑的刚度和质量分布不对称、即使在地面平动分量作用下也会发生扭转振动，从而造成比较严重的危害。所以，整个建筑或其独立单元应力应求刚度、质量的对称，使其质心与刚心重合或偏心很小。
（3）建筑的质量和刚度变化要均匀。建筑的质量和刚度沿竖向分布往往是不均匀的、例如，由于建筑的竖向收进，地震时收进处上、下部分振动特性不同，易于在收进处的横隔层（楼板）产生应力突变.使竖向收进的凹角处产生应力集中；又如，在建筑物底层设置上下不连续的抗震墙（如底层框支抗震墙）、使建筑物沿竖向的不均匀性；框架的填充墙在层高范围内未连续设置或存在楼层的错尾，使框架形成短柱。也易于造成危害。设计时对上述质量和刚度沿竖向分布不连续的情况应加以限制、采取必要的构造措施。
（4）必要时设置防震缝。防震缝的设置，应根据建筑类型、结构体系和建筑体型等具体情况区别对待，不提倡一切都设，也不主张都不设。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、设置多道设防的抗震结构体系
抗震建筑结构体系应根据建筑物的重要性、设防烈度、房屋高度、场地、地基、基础、材料和施工等因素，经过技术、经济条件比较综合确定。首先宜有多道抗震防线，应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构体系丧失抗震能力或对重力荷载的承裁能力。所谓多道抗震防线，是指在一个抗震结构体系中，一部分延性好的构件在地震作用下，首先达到屈服，充分发挥其吸收和耗散地震能量的作用，即担负起第一道抗震防线的作用，其他构件则在第一道抗震防线屈服后才依次屈服，从而形成第二、第三或更多道抗震防线，这样的结构体系对保证结构的抗震安全性是非常有效的。同时底框建筑底层高度不宜太高，应控制在4.5m 以下。高度加大，底层刚度减小，重心提高，使框架柱的长细比增大，更容易产生失稳现象。而且由于高度较大，很多建筑房间被业主一层改成了两层，造成了较大的安全隐患。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.产生过大的应力集中或塑性变形集中；可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。 4、保证结构的延性抗震能力
合理选择了建筑结构后，就需要通过抗震措施来保证结构确实具有所需的延性抗震能力，从而保证结构在中震、大震下实现抗震设防目标，系统的抗震措施包括以下几个方面内容。强柱弱梁：人为增大柱相对于梁的抗弯能力，使钢筋混凝土框架在大震下，梁端塑性铰出现较早，在达到最大非线性位移时塑性转动较大；而柱端塑性铰出现较晚，在达到最大非线性位移时塑性转动较小，甚至根本不出现塑性铰。从而保证框架具有一个较为稳定的塑性耗能机构和较大的塑性耗能能力。强剪弱弯：剪切破坏基本上没有延性，一旦某部位发生剪切破坏，该部位就将彻底退出结构抗震能力，对于柱端的剪切破坏还可能导致结构的局部或整体倒塌。因此可以人为增大柱端、梁端、节点的组合剪力值，使结构能在大震下的交替非弹性变形中其任何构件都不会先发生剪切破坏。
5、切实提高设计质量
地震尤其是震级和烈度较高地震，危害性非常大，建筑物的抗震性能就显得尤为重要。目前我国抗震设计的目标是"小震不坏，大震不倒"。目前我国建筑结构设计水平还很低，大量的建筑所采用的建筑方案不是很合理，導致结构方案无法合理布置，增加材料用量，带来两个恶果：一是造价升高；二是自重增加，导致地震作用加大，从而进一步增加材料用量。其实，从建筑设计的角度出发，在正确的抗震理论指导下，依据合理的设计原则，同样可提高甚至保证建筑结构的安全可靠性。其原则包括：结构构件应具备足够大的承载能力；结构应具有足够大的刚度以减小地震作用下的扭转和位移；结构应具有足够大的延性和耗能能力，这一点对结构在强震作用下的安全性尤为重要。延性是指构件和结构屈服后，具有承载力不降低或基本不降低且有足够塑性变形能力的一种性能。延性大，说明塑性变形能力大，强度或承载力的降低缓慢，从而有足够大的能力吸收和耗散地震能量，避免结构倒塌。
总之，要确保建筑结构中的抗震设计能高效完成，应在遵循相关建筑抗震规范要求的原则上，进行科学地合理地设计，确保建筑物具有稳定的可靠的抗震性能，达到建筑物小震不坏、中震可修、大震不倒的标准。相信，随着相关技术人员抗震设计水平的不断提高，我国的建筑工程结构抗震设计也将会迈上更高更远的台阶。
参考文献：
[1]方小丹，魏琏.关于建筑结构抗震设计若干问题的讨论[J].建筑结构学报，2011，（12）
[2]刘宇.从国内地震谈建筑抗震设计[J].城市建设理论研究.2011 年第10 期.
摘要：建筑结构的抗震是非常有必要，也是非常重要的一个方面，随着人们对建筑产品要求的提高，各种新结构、不规则结构和超出规范适用范围的结构会逐渐增多，在没有规范可供遵循的条件下，采用基于性能的抗震设计思想进行这些结构的抗震设计，并通过专家论证，也是可行、有效的一条路径。本文探讨了建筑结构设计抗震措施。
关键词：建筑；结构设计；抗震；措施
随着科技的迅猛发展，各项新工艺、新材料、新技术与新理念在建筑设计行業得到了广泛应用，有效丰富了抗震设计手段，提升了建筑结构整体抗震性能。建筑结构抗震设计的好坏是建筑物能否取得良好抗震效果的前提，因此，在进行抗震设计时，要根据理论分析，选择的结构布置和合理的材料运用，从多个方面慎重考虑，从而使高层建筑结构满足人们的使用要求，能够减轻甚至避免地震带来的危害。
一、建筑抗震结构设计的基本原则
1、结构构件应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性等方面的性能
结构构件应遵守“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱（墙）”的原则；对可能造成结构的相对薄弱部位，应采取措施提高抗震能力；承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。
2、尽可能设置多道抗震防线
（1）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协同工作。例如框架-剪力墙结构由延性框架和剪力墙两个分体组成，双肢或多肢剪力墙体系组成。
（2）强烈地震之后往往伴随多次余震，如只有一道防线，则在第一次破坏后再遭余震，将会因损伤积累导致倒塌。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部冗余度，有意识地建立一系列分布的屈服区，主要耗能构件应有较高的延性和适当刚度，以使结构能吸收和耗散大量的地震能量，提高结构抗震性能，避免大震时倒塌。
（3）适当处理结构构件的强弱关系，同一楼层内宜使主要耗能构件屈服后，其他抗侧力构件仍处于弹性阶段，使“有效屈服”保持较长阶段，保证结构的延性和抗倒塌能力。
（4）在抗震设计中某一部分结构设计超强，可能造成结构的其他部位相对薄弱，因此在设计中不合理的加强以及在施工中以大带小，改变抗侧力构件配筋的做法，都需要慎重考虑。
二、提高建筑结构设计抗震的措施
1、建筑场地的选择
（1）应选择对建筑抗震有利的地段，如开阔平坦的坚硬场地土或密实均匀的中硬场地土等地段。
（2）应避开对建筑抗震不利的地段，如软弱场地土，易液化土，条件突出的山嘴，高耸孤立的山丘，非岩质陡坡、采空区、河岸和边坡边缘，场地土在平面分布上的成因、岩性、状态明显不均匀等地段。当无法避开时，应采取有效的抗震措施。
（3）不应在危险地段造建甲、乙、丙类建筑，对建筑抗震危险地段，一般是指地震的可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等地段，发震断裂带上地震等可能发生地表错位地段。建筑场地为Ⅰ类时，甲、乙类建筑可按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施；丙类建筑允许按本地区抗震设防烈度降低一度的要求采取抗震构造措施，但抗震设防烈度为Ⅶ度时，可按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施。另外，场地土的刚度大小和场地土覆盖层厚度是影响建筑物震害得主要因素。震害调查表明，土质越软，覆盖层越厚，建筑物震害越严重，反之越轻。
2、选择有利于抗震的建筑平面和立面布置
（1）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。反之，建筑体型不规则，平面上曲出凹进，立面上高低错落。易于形成刚度和强度上的突变，引起应力集中或变形集中，也容易形成薄弱环节，往往造成比较严重的危害。
（2）建筑的平、立面刚度和质量分布力求对称。建筑的刚度和质量分布不对称、即使在地面平动分量作用下也会发生扭转振动，从而造成比较严重的危害。所以，整个建筑或其独立单元应力应求刚度、质量的对称，使其质心与刚心重合或偏心很小。
（3）建筑的质量和刚度变化要均匀。建筑的质量和刚度沿竖向分布往往是不均匀的、例如，由于建筑的竖向收进，地震时收进处上、下部分振动特性不同，易于在收进处的横隔层（楼板）产生应力突变.使竖向收进的凹角处产生应力集中；又如，在建筑物底层设置上下不连续的抗震墙（如底层框支抗震墙）、使建筑物沿竖向的不均匀性；框架的填充墙在层高范围内未连续设置或存在楼层的错尾，使框架形成短柱。也易于造成危害。设计时对上述质量和刚度沿竖向分布不连续的情况应加以限制、采取必要的构造措施。
（4）必要时设置防震缝。防震缝的设置，应根据建筑类型、结构体系和建筑体型等具体情况区别对待，不提倡一切都设，也不主张都不设。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、设置多道设防的抗震结构体系
抗震建筑结构体系应根据建筑物的重要性、设防烈度、房屋高度、场地、地基、基础、材料和施工等因素，经过技术、经济条件比较综合确定。首先宜有多道抗震防线，应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构体系丧失抗震能力或对重力荷载的承裁能力。所谓多道抗震防线，是指在一个抗震结构体系中，一部分延性好的构件在地震作用下，首先达到屈服，充分发挥其吸收和耗散地震能量的作用，即担负起第一道抗震防线的作用，其他构件则在第一道抗震防线屈服后才依次屈服，从而形成第二、第三或更多道抗震防线，这样的结构体系对保证结构的抗震安全性是非常有效的。同时底框建筑底层高度不宜太高，应控制在4.5m 以下。高度加大，底层刚度减小，重心提高，使框架柱的长细比增大，更容易产生失稳现象。而且由于高度较大，很多建筑房间被业主一层改成了两层，造成了较大的安全隐患。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.产生过大的应力集中或塑性变形集中；可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。 4、保证结构的延性抗震能力
合理选择了建筑结构后，就需要通过抗震措施来保证结构确实具有所需的延性抗震能力，从而保证结构在中震、大震下实现抗震设防目标，系统的抗震措施包括以下几个方面内容。强柱弱梁：人为增大柱相对于梁的抗弯能力，使钢筋混凝土框架在大震下，梁端塑性铰出现较早，在达到最大非线性位移时塑性转动较大；而柱端塑性铰出现较晚，在达到最大非线性位移时塑性转动较小，甚至根本不出现塑性铰。从而保证框架具有一个较为稳定的塑性耗能机构和较大的塑性耗能能力。强剪弱弯：剪切破坏基本上没有延性，一旦某部位发生剪切破坏，该部位就将彻底退出结构抗震能力，对于柱端的剪切破坏还可能导致结构的局部或整体倒塌。因此可以人为增大柱端、梁端、节点的组合剪力值，使结构能在大震下的交替非弹性变形中其任何构件都不会先发生剪切破坏。
5、切实提高设计质量
地震尤其是震级和烈度较高地震，危害性非常大，建筑物的抗震性能就显得尤为重要。目前我国抗震设计的目标是"小震不坏，大震不倒"。目前我国建筑结构设计水平还很低，大量的建筑所采用的建筑方案不是很合理，導致结构方案无法合理布置，增加材料用量，带来两个恶果：一是造价升高；二是自重增加，导致地震作用加大，从而进一步增加材料用量。其实，从建筑设计的角度出发，在正确的抗震理论指导下，依据合理的设计原则，同样可提高甚至保证建筑结构的安全可靠性。其原则包括：结构构件应具备足够大的承载能力；结构应具有足够大的刚度以减小地震作用下的扭转和位移；结构应具有足够大的延性和耗能能力，这一点对结构在强震作用下的安全性尤为重要。延性是指构件和结构屈服后，具有承载力不降低或基本不降低且有足够塑性变形能力的一种性能。延性大，说明塑性变形能力大，强度或承载力的降低缓慢，从而有足够大的能力吸收和耗散地震能量，避免结构倒塌。
总之，要确保建筑结构中的抗震设计能高效完成，应在遵循相关建筑抗震规范要求的原则上，进行科学地合理地设计，确保建筑物具有稳定的可靠的抗震性能，达到建筑物小震不坏、中震可修、大震不倒的标准。相信，随着相关技术人员抗震设计水平的不断提高，我国的建筑工程结构抗震设计也将会迈上更高更远的台阶。
参考文献：
[1]方小丹，魏琏.关于建筑结构抗震设计若干问题的讨论[J].建筑结构学报，2011，（12）
[2]刘宇.从国内地震谈建筑抗震设计[J].城市建设理论研究.2011 年第10 期.