浅谈建筑结构设计中抗震概念设计的重要性

摘 要：地震是非常严重的自然灾害，从唐山大地震，汶川地震，玉树地震等惨痛的经历里面，我们可以看出，地震给社会带来了非常大的损失。当地震发生以后，建筑物不能够有效抵抗，发生了倒塌，会雪上加霜，夺走人民群众的生命。所以，对建筑物进行抗震设计是非常必要的。本文分析了建筑结构设计中抗震概念设计的重要性及优化策略，以供参考。

关键词：建筑；结构设计；抗震设计；重要性

1 引言

地震是一种突发性并且破坏程度特别严重的自然灾害。地震严重威胁人类的生命和财产安全，给社会带来严重的伤亡事故的同时也造成了极大的经济损失，例如我国历史上著名的1976年发生的唐山大地震造成了20多万人死亡，几乎把整个城市变成一片废墟，给当地人民带来了不可估量的损失；2008年的汶川地震给人民和社会造成了巨大伤亡和经济损失。尤其进入20世纪后，世界各国频繁发生地震，严重影响了人类社会的前进，给人民和社会带来了严重的灾害。为防止地震给人类造成更加严重的灾害，对建筑结构抗震性能的研究便成为一个重要的研究课题。

2 建筑结构设计中抗震概念设计的重要性

根据国内外震害数据研究表明，绝大部分的建筑物破坏都是由地震作用占主导，地震造成的人员伤亡和经济损失也是不可估量的，给人们心里留下了巨大的创伤和疤痕。随着我国人口大范围增长，信息化、智能化城市不断逐渐地遍及全世界，相关地震研究人员在一步步地探索采取适当的抗震加固措施防止房屋倒塌和降低人员伤亡，但是地震灾害给社会带来的经济损失仍不断地增长。

地震作用强弱一般可按震级来分类，震级越高，所产生的能量越大，带来的后果也将不堪设想。地震灾害具有以下主要特点：（1）突发性强。它持续时间一般在几秒至几十秒，在短时间内就可以足够摧毁整座城市，以致该城市里的通信、交通、供电、供水等工程完全瘫痪，且目前国内外相关专家依然不能对其进行准确的震前预测，往往造成巨大的严重后果；（2）破坏性大且次生灾害严重。地震灾害不仅会使得许多建筑物发生严重倒塌，且还可能会诱导一连串无法预计的次生灾害，如流行瘟疫、泥石流、放射性有毒污染等。如1906年旧金山发生8.3级地震致使城市内消防设施遭到严重破坏，引发了严重的火灾以致建筑物几乎被烧光，火灾带来的损失高于地震灾害三倍；（3）持续时间长。表现为两方面，一个是余震可能往往延续很长一段时间，尽管震级程度没有主震强，但影响时间往往会很久；另一个则是灾区的重建与修复的时间较长，在重建建筑物之前，可能要对建筑进行各方面性能评估，整个周期较长；（4）产生较大的社会影响。以上几个特点导致其他自然灾害远远不能与其相比，破坏力大且面积广，且对整个国家经济造成巨大的影响。

地震作用的破坏影响极大，我们政府及相关的研究人员应该对地震这类似突发性灾害尤为关注，纵观唐山大地震、汶川大地震等具有破坏力的地震教训表明，要想降低地震作用下引起的人员伤亡和经济损失，必须要贯彻预防为主的指导思想方针，谨慎地做好地震的预防相关工作，可是地震灾害的到来仍然避免不了的，所以我们应该做好防震减灾的工作，将震前防御工作与实施灾后救助两项工作同时齐步进行落实，将灾后的损失降到最低。

目前，防震减灾的指导性措施从大的层面可分类为工程性措施和非工程性措施，两者休戚相关，合则两利，分则两害。工程性措施主要是通过一些合理合适的加固措施来增强结构本身的抗震能力去抵抗地震作用带来的巨大损失；非工程性措施主要是通过各种平台去将防震减灾思想和意识落实在每位公民心中，提高每个人在面对真正地震时随机应变意识，减少人员和财产损失。因此，最根本、最有效减少损失就是做好工程性措施工作，换句话来说，即运用最全面、最有效抗震設计理念与方法对建筑结构进行全面、有效的抗震性能分析，那么就需要广大的研究人员去探索抗震设计思想，并将理论落实在实践。

3 提高建筑结构设计中抗震设计水平的有效措施

3.1 注重建筑的概念设计，保证结构的整体性

国内外历次大地震的重要经验表明，概念设计及结构整体性能是决定建筑结构抗震性能的重要因素。国家现行新版系列结构设计规范也十分强调客观抗震概念设计。因此，在对建筑物进行设计的时候，把建筑物看成一个整体，这是十分必要的，也是非常重要的。在结构抗震设计中，应保证结构的整体抗震性能，使结构具有必要的承载能力、刚度和延性。结构设计中应避免因部分结构或构件的破坏导致整个结构丧失承受重力荷载、风荷载和地震作用的能力。建筑结构设计中对可能出现的薄弱部位，应采取有效的加强措施，确保结构的整体安全。为保证结构的整体性，结构设计时结构单元抗侧力结构的布置应规则、对称，受力明确、传力合理、途径不间断。

3.2 结构体系明确、平面立面力求简单

在对建筑进行结构抗震设计时，结构体系应受力明确、传力途径合理、简洁且传力路线不间断，结构在两个主轴方向的动力特性宜接近。这就要求结构的平面、竖向布置要规则、均匀、减少扭转，避免沿竖向刚度、质量突变。建筑设计规范中对整个建筑的结构体系进行了明确的规定。在设计的时候，我们追求的是简单高效，结构简单的设计能够充分分析出建筑物的特性，还能够准确得到建筑物抗震的薄弱的环节，针对这些地方采取措施进行处理。

3.3 结构的规则性

建筑的规则性建筑结构概念设计的重要原则。建筑设计应重视建筑平面、立面和竖向剖面的规则性对抗震性能及经济合理性的影响，优先选用规则的形体，抗侧力构件平面布置规则对称、侧向刚度沿竖向均匀变化、竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度自下而上逐渐减少。国家现行抗震规范明确规定，特别不规则的建筑应进行专门研究和论证，采取特别的加强措施；严重不规则的建筑不应采用。

3.4 注重多道防线

多道防线对于结构在强震下的安全性是非常重要的。一次强烈地震之后往往伴随多次余震，如果结构只有一道抗震防线，则即使结构在强烈地震中没有破坏、倒塌，也可能在余震中发生破坏、倒塌。一个抗震较好的结构体系，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起来协同工作，每个分体系应具有其所应独立承担的承载能力和变形能力。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部赘余度，保证部分构件发生受损、破坏后整体结构不至于发生倒塌。

3.5 提高结构抗震薄弱部位的抗震能力

抗震薄弱层（部位）的概念，也是抗震概念设计中的重要概念。地震作用下，由于结构的不规则性可能导致薄弱层或部位，该层或部位的承载能力和变形能力均较差，对层或部位应采取切实可行的措施，提供其抗震能力。在结构抗震设计中，有意识有目的地控制抗震薄弱部位，使之有足够的变形能力又不使薄弱部位发生转移，这是提高结构总体抗震性能的有效手段。

4 结语

在不可抗力的地震灾害面前，建筑无法规避地震的发生，但是可以提高建筑的抗震性能来保证建筑在地震作用下的安全性。设计人员应当在做好建筑选址的前提下，对抗震参数进行精确设计，并在设置多种抗震防线的基础上，做好建筑空间布局设计，以提高建筑整体的安全稳定性能。

参考文献：

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