建筑设计中的建筑抗震设计研究

1、    建筑设计中的建筑抗震设计研究    李海铭摘 要：近年来，地震的发生频率越来越多，人们的抗震意识也在逐步加強，建筑防震就是防震的一个很重要组成部分，地震是随机性的，所以对地震的预防是非常困难的，但是在建筑设计的过程中，建筑物的抗震设计可以有效的减少很多不必要的伤亡，极大的保护了人民群众的生命财产安全。关键词：建筑设计；抗震性能；设计方法一、建筑抗震设计过程中需要注意的问题地震造成人员伤亡的直接原因是地表的破坏和建筑物、工程设施的破坏与倒塌。建筑设计是否考虑抗震要求，从总体上起着直接的控制主导作用。因此，我们在建筑抗震设计过程中特别要注重以下几个问

2、题：1、建筑体型设计的相关问题建筑体型包括建筑的平面形状和主体的空间形状的设计。震害表明，许多平面形状复杂，如平面上的外凸和凹进、侧翼的过多伸悬、不对称的侧翼布置等在地震中都遭到了不同程度的破坏。唐山地震就有不少这样的震例。平面形状简单规则的建筑在地震中未出现较重的破坏，有的甚至保持完好无损。沿高度立体空阆形状上的复杂和不规则在地震时都会造成震害。特别是在建筑结构刚度发生突变的部位更易产生破坏。因此在建筑体型的设计中，应尽可能地使平面和空间的形状简洁、规则；在平面形状上，矩形、圆形、扇形，方形等对抗震来说都是较好的体型。尽可能少做外凸和内凹的体型，尽可能少做不对称的侧翼和过长的伸翼。在体型布置

3、上尽可能使建筑结构的质量和刚度比较均匀地分布，避免产生因体型不对称导致质量与刚度不对称的扭转反应。2、建筑平面布置设计的相关问题建筑物的平面布置在建筑设计中是十分重要的部分，它直接反映建筑的使用功能和要求。柱子的距离、内墙的布置、空间活动面积的大小、通道和楼梯的位置、电梯井的布置、房间的数量和布置等，都要在建筑的平面布置图上明确下来。而且，由于建筑使用功能不同，每个楼层的布置有可能差异很大，建筑平面上的墙体，包括外围填充墙、内隔墙、有相应强度和刚度的非承重内隔墙等等布置不对称，墙体与柱子分布的不对称、不协调，使建筑物在地震时产生扭转地震作用，对抗震很不利。有的建筑物，其刚度很大的电梯井筒被布置

4、在建筑平面的角部或是平面的一侧，结果在地震中造成靠电梯一侧建筑物的严重破坏。这是因为电梯井筒具有极大的抗侧力刚度，吸引了地震作用的主要部分。有的建筑物，在平面布置上一侧的墙体很多，而另一侧的墙体稀少，这就造成平面上刚度分布的很不对称，质量分布也偏心，使结构的受力和变形不协调，导致扭转地震作用效应，带来局部墙面的破坏。有的建筑物，如底层为商场的临街建筑，临街一侧往往不设墙体，而其另一侧则有刚度很大的墙体封闭，两侧在刚度上相差很多，也将在地震时引起扭转地震作用，对抗震不利。还有的建筑平面布置上，经常出现内隔墙不对齐或中断，使刚度发生突变和地震力传递受阻，对抗震也带来不利，客易引起结构的局部破坏。建

5、筑平面布置设计对建筑抗震关系很大，从概念上要解决的一个核心问题是：建筑平面布置设计上要尽可能做到使结构的质量和刚度分布均匀，对称协调，避免突变，防止产生扭转效应。在建筑平面布置的总体设计上要尽可能为结构抗侧力构件的合理布置创造条件，使建筑使用功能要求与建筑结构抗震要求融合成一体，充分发挥建筑设计在建筑抗震中的作用。3、屋顶建筑的抗震设计注意事项在高层和超高层建筑设计中，屋顶建筑是一个重要的设计部分。从近几年对一些高层建筑抗震设计审查结果来看，屋顶建筑存在的主要问题，一是过高，二是过重。这样的屋顶建筑加大了变形，也加大了地震作用。对屋顶建筑自身和其下的建筑物的抗震都不利。屋顶建筑的重心与下部建筑

6、的重心不在一条线上，且前者的抗侧力墙与其下楼层的抗侧力墙体上下不连续时，更会带来地震的扭转作用，对建筑物抗震更不利。为此。在屋顶建筑设计中，宜尽量降低其高度。采用高强轻质的建筑材料和刚度分布比较均匀、地震作用沿结构的传递比较通畅，使屋顶重心与其下部建筑物的重心尽可能一致；当屋顶建筑较高时，要使其具有较好的抗震定性，使屋顶建筑的地震作用及其变形较小，而且不发生扭转地震作用。4、建筑上应满足的设计限值控制问题根据大量震害的经验总结，现行建筑抗震设计规范（gbjll89）对房屋建筑在建筑设计中应考虑的一些抗震要求的限值控制提出了规定。这些规定，建筑设计应予遵守：一是房屋的建筑总高度和层数；二是对房屋

7、抗震横墙问题和局部墙体尺寸的限值控制。二、建筑抗震设计（1）根据承载能力进行建筑结构的抗震设计承载力能力进行建筑结构的抗震设计，主要是根据静力分析理论，通过惯性力的形式对地震作用进行反映，并利用弹性方法计算结构地震作用效应的具体情况，对结构弹性位移进行验算，以此来确定建筑结构及其构件的强度，保证建筑结构的安全性。这种设计方法在抗震结构设计中得到广泛的应用。根据承载能力进行建筑结构的抗震设计主要特点是：这种设计方法与传统的设计方法非常类似，所以很容易被设计人员理解利用，并且这种方法主要采用通过惯性力的形式对地震作用进行分析，把结构看成是弹性体系，把结构固有的频率所对应的最大地震反应作为控制值的选

8、择依据，按照弹性方法对结构的抗震性能进行计算3。但是这种方法具有一定的局限性，由于加速度反应谱的理论取用是整个反应中过程中的最大值，因此不能有效反应建筑在地震反应时的全过程。（2）根据损伤和能量进行建筑结构的抗震设计建筑结构能否抵御地震而不被破坏主要是根据建筑结构能否以某种形式耗散地震输入到结构中的能量。在超过设防地震作用下，在结构非弹性变形超过自身非弹性变形能力时，会导致建筑结构的倒塌。因此非弹性变形或者由于非弹性变形引起的结构损伤成为了研究防地震的设计方法。根据能量进行建筑结构的抗震设计虽然容易理解抗震的原理，但是在抗震设计方法中有很多的不足之处，比如：结构体系耗能能力、地震输入能量谱、塑性滞回耗能等问题4。（3）根据位移进行建筑结构的抗震设计在不同的强度地震的作用下，根据建筑结构的位移响应为目标进行的结构设计，从而结构达到预定的性能，根据位移进行建筑结构的抗震设计主要能力普法、控制延伸性的方法、直接基于位移的方法。其中能力谱法是最近几年研究的最多的一种方法，因此这种方法成为建筑结构的抗震设计的主要的方法。结束语：地震是一种自然现象，为避免它给人类带来大的灾难，要求在建筑的设计中，应该加强对建筑防震性能的设计，从而可以有效减少地震给人们带来灾难性的损坏，保证人们的生命安全。建筑设计是建筑杭震设计的一个重要方面，建筑设计与建筑抗震设计有着密切关系。它对建筑抗震起着重要的基础