简析抗震对建筑抗震结构设计和

摘要：如何能够让建筑在地震中保持安全，不受严重的损害，是当前建筑施工设计必须要考量的一个大问题，特别是近年来地震频繁，人们的生命财产受到严重威胁，建筑安全则成了社会安全的一个重要影响因素，为保证建筑的抗震能力，设计人员必须要根据相关标准，设计出具有相当抗震能力的房屋。
关键词：建筑抗震；结构设计

1.建筑结构布置的一般原则

1.1 平面布置力求对称 通常情况下，对称结构在地面平动作用下只会发生平移振动，各构件的侧移量相等，这样就使得水平地震作用按构件刚度分配，所以各构件受力比较均匀，不会导致力的分布失衡。如果是非对称结构，刚心会偏在一边，质心与刚心不重合，即便只是发生地面平动也可能出现扭转振动。最终会导致远离刚心的构件，侧移量大，承担过度的水平地震剪力。这就很容易发生严重破坏，甚至可能会导致整个结构因一侧构件失效而倒塌。
1.2竖向布置力求均匀 结构竖向布置均匀，可以最大限度的使其竖向刚度、强度变化均匀，这样可以有效的避免出现薄弱层。从建筑结构的特点看，临街的建筑物，往往会因为商业的需要，底部几层有大空间的设置。非临街的建筑物，底部也可能门厅、餐厅或停车场，而出现大空间。在这种结构中，上部的钢筋混凝土抗震墙或竖向支撑或砌体墙体到此被中止，而下部须采取框架体系。也就是说，上部各层为全墙体系或框架一抗震墙体系，而底层或底部两三层则为框架体系，整个结构属“框托墙”体系。地震经验指出，这种体系很不利于抗震。因此，在实际的抗震结构设计中，应该要保持结构竖向布置的均匀。
也就是说，同一楼层的框架柱，必须要具有大致相同的刚度、强度和延性，以此避免地震时，因受力大小悬殊而被各个击破的危险。此外，还必须注意的是，在采用纯框架结构的高层建筑中，楼梯踏步斜梁和平台梁直接与框架柱相连时，应该避免该柱变成短柱的情况，这样才能有效的避免地震时发生剪切破坏。

2.结构选型与结构布置

2.1 结构材料的选择选择哪一种材料对建筑的结构抗震有着直接的影响，所以材料的选择应该与建筑的方案设计同步，在研究建筑形式的同时进着手进行研究。同时还应该要确定采用什么样的结构体系。这样做的目的，主要是为了能够根据工程的各方面条件，选择既符合抗震要求又经济实用的结构类型。结构选型是较为复杂的一项工作，在选择时必须要考虑建筑的重要性、设防烈度、房屋高度、场地、地基、基础、材料和施工等因素，再加上经技术、经济条件比较后再确定。如果我们单从抗震角度考虑，好的结构型式，应具备以下特点：1）延性系数高；2）“强度／重力”比值大；3）匀质性好；4）正交各向同性；5）构件的连接具有整体性、连续性和较好的延性，并能发挥材料的全部强度。如果只从数据上看，按照上述标准来衡量，常见建筑结构类型，理论上的抗震性能优劣顺序是：1）钢结构；2）型钢混凝土结构；3）混凝土一钢混合结构；4）现浇钢筋混凝土结构；5）预应力混凝土结构等。当然，在这里必须要强调的是，我们说的抗震最好的钢结构，其优越性是相对性的，从优点看，其延性，连接较好，具有可靠的节点，同时拥有在低周往复荷载下有饱满稳定的滞回曲线，从实际的经验看，钢结构建筑的表现都不错。但是，我们说的相对性，是只设计理念即施工方法的到位如果不到位这些建筑同样会在地震中受损。
2.2 抗震结构体系的确定不同的结构体系，在抗震性能、使用效果和经济指标等方面的效果是不同的。因此，确定适合的抗震结构体系至关重要。《抗震规范》的基本要求：1）必须具备明确的计算简图和合理的地震作用传递途

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径；2）形成多道抗震防线，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；3）必须具备必要的强度以及良好的变形能力和耗能能力；4）应该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；对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。

3.关键部位隔震设计

在整个建筑结构的抗震设计中，除了对地基的处理、设置抗震装置以及对建筑的上部进行防震设计以外，在关键位置设置隔震层也是有效对抗震起到积极的效果。根据隔震层不同的位置，可以将建筑物的隔震设计分为以下四种：

3.1地基隔震

地基隔震就是对建筑物以下的地基进行设置隔震层，通过隔震层对地震波进行有效的吸收和反射，从而减少地震波对地基以及整个建筑的破坏。我国历史最早采用糯米为原料进行设置地基的隔震层进行隔震，后来又转变为利用粘土和砂土，在软粘土和砂土之间加入土工布的方法进行隔震层的设置，但由于土质条件难以控制，常常会导致隔震层的效果不稳定。而目前最有的方法就是利用沥青为原料的隔震层，防震效果较佳。

3.2基础隔震

基础隔震是在建筑物的基础与上部建筑之间的位置进行设置隔震层，由此来减少地震向上继续传播，降低上部建筑的损害程度，减振效果最高可达到2/3。不过此类措施一般只对低层或者多层建筑有效，对于高层的效果较弱，因为高层建筑的隔震机构延长了自身结构的自动周期。
基础隔震的方法包括：摩擦摆隔震、摩擦滑移隔震，粘弹性隔震等形式。
隔震装置有：混合隔震装置、基底滑移隔震装置、夹层橡胶垫隔震装置等。

3.3间层隔震

间层隔震是在原始结构上安装隔震层，达到吸收地震能量的效果。目前该方法适用于旧房的抗震改造，但其减震效果一般，一般能达到10﹪到40﹪之间。虽然此种措施的减震效果不佳，但其只需要对原建筑的结构进行改造，在施工方面简单易行，操作也相对简单。目前我国很多地方都对建筑物进行间隔隔震的改造。

3.4悬挂隔震

悬挂隔震就是通常所指的悬挂结构，是将建筑物的大部分或者整个部分结构都悬挂起来，当地震来临时，地震的能量就不能传递到建筑物主体结构上，从而有效的进行隔震，减少地震的损害。
悬挂隔震目前最常见的、最具有代表性的就是大型钢结构建筑，它由主框架和子框架构成，子框架采取索链或者吊杆来进行悬挂，并且承担建筑的主要质量。当地震发生时，主框架会随着地震而发生摆动，而由于主框架和子框架是由锁链或吊杆连接，地震的能量在传递的过程中就会大大的减弱，从而降低地震对子框架的破坏。由于此种方法效果极佳，已经被各个国家采用，应用到众多的建筑建设中。

4.减震技术设计

4.1消能减震技术

消能减震技术是通过增加结构的附加阻尼来减少建筑结构受震效果，是采用各种消能器和阻尼器将地震的能量吸收降低，以此来保护建筑主体结构的安全。目前这种技术应用十分广泛，无论是用于新建建筑的结构设计，还是用于结构抗震加固上，并且对钢筋混凝土结构、钢结构等建筑的上部结构都在广泛使用。
此类技术仍有部分的缺陷，因消能的元件与主体结构无法分离，所以当主体结构发展变形后，对消能元件产生一定的影响，从而影响到减震的效果。
目前从工作原理分可将阻尼器分为滞回型和粘滞型两类。而消能装置主要有塑性消能器、磁流变阻尼器、摩擦阻尼器、粘滞阻尼器等。

4.2机敏减震支撑体系

无粘结支持体系就是一种机敏的减震体系，它采用科学的设计，使内核钢和外包钢管之间不粘结，从而形成一个可以自由滑移的层面，建筑物的主要或者大部分的重量都是由内核钢来承担，而外包钢只起到一种辅助配合的作用。当地震发生时，内外刚就可以通过不断的作用来消耗地震传传递的能量。

4.3跷动振动控制减震设计

目前跷动减震设计分为两种：其一是在设计上让整个上部结构与下部的基础在竖向不紧固，这种方法较适合于那些高并且宽的较大建筑物在强烈的地震震动下产生很大竖向拔力情形；另一种方法是将在地震中受力较大的柱子、竖向连接墙体以及支撑等部分构建与下部的基础不紧固。
5.结语
总之，在建筑结构的防震设计中，设计人员必须根据建筑的实际情况，结合地质环境，在经济与安全的综合考量下，设计出科学合理的防震方案，保证建筑物在相应的防震标准下进行施工，保证建筑的安全。
参考文献：
毛俊玲. 浅谈建筑结构设计抗震措施[J]. 山西建筑，2010 ( 32 ).
吴建，于峰. 试论建筑结构设计的抗震措施[J]. 黑龙江科技信息，2011 ( 6 ).