建筑物抗震的影响因素与抗震设计方法

　　建筑物结构性能一直是建筑物设计的重点，建筑物的结构设计不当，会直接影响建筑物的使用寿命，而且建筑物的抗震效能也无法保证。本文在分析影响建筑物抗震效果的基础上探讨建筑物抗震设计的方法。

　　一、建筑结构抗震设计遵循的原则。

　　我国是一个地震多发的国家，而地震对人民以及国家的财产安全都有着极为严重的破坏性。在地震中，建筑工程的倒塌是造成灾害的最主要原因，建筑结构的抗震倒塌能力决定了地震的严重程度。因此，建筑结构的抗震能力是社会抗震救灾系统的第一道防线。当前，我国对建筑结构的抗震设计主要依照《高层建筑混凝土结构技术规程》来完成，《规程》中明确规定了我国建筑结构设计中需要严格遵循的几大内容：首先，在设计相对比较复杂的建筑物时，需要对建筑物薄弱层的塑弹性的变形采取合理科学的方法计算，计算方法主要有动力分析法和精力计算方法。其次，在建筑物结构设计中，采用弹性时程分析法计算作为补充计算。再次，建筑结构中还有重要的计算内容就是建筑物的整体内力位移，整体内力位移必须高度准确，在计算内力位移时需要多种计算方法同时进行，确保计算结果的精确性。最后，在连体建筑物设计过程中，应该注意连体建筑物并不是只计算单个建筑物的振型数，而是将多个建筑的振型数一起计算，振型数至少应该是楼梯数量九倍。

　　随着经济社会的不断发展，高层建筑的数量不断增加，因此高层建筑在结构设计时，需要确保高层建筑之间的刚度、体型等等参数都保持一致。不同的高层建筑之间一般都建有连体结构，但是不同楼层的高层建筑之间的连体结构的刚度要求不一致，会影响到高层建筑的抗震效果，所以在高层建筑的连体结构设计过程中，需要对其进行动力分析以及精力分析，实现高层建筑统一的抗震效果。

　　连体结构在建筑设计中虽不居于主要地位，但是连体结构在一定程度上决定了建筑的牢固性。在连体结构的设计中，需要确保连接点之间的安全稳定，一般在设计过程中主要遵循强节点、弱杆件的设计思路。

　　随着5.12大地震的发生，建筑物的抗震性能与建筑物结构之间的关系日益被大众所关注，在震中明显的现象就是，造成巨大损失的不是地震带来的危害，而是建筑物倒塌造成的大量生命财产损失。同时这些建筑物在建筑初期，其抗震标准并不低，在深层次分析其原因，不难发现，建筑物在设计初期符合抗震要求，但是随着时间的推移，建筑物的抗震性能发生了巨大的变化，导致在地震发生之时，没有实现其应有的抗震效能，因此需要优化建筑物抗震设计的思路模式。目前国内对建筑物的抗震要求主要遵循12字，即小震不坏、中震可修、大震不倒。

　　二、建筑结构抗震设计的主要内容。

　　地震的发生具有很大的不确定性，在何时何地发生几级的地震，这些都是不能够准确被预测的。而且建筑物的在使用过程中，会因为各种原因导致建筑物的抗震能力发生一定的变化，即使依照目前国内最先进的计算方法计算出的设计结果，在地震发生时，其达到的效果与预期的效果之间还是存在很大的差距。在面对建筑物的抗震设计不能单靠计算的情况下，如何实现建筑物稳固的抗震性能，这就需要结合多方面的实际经验来完成这项复杂的工作。

　　1.场地的选择。

　　建筑物的施工场地会在很大程度上影响建筑物的抗震效能，在挑选场地时，要提前做好考察工作，对于周边的地貌环境以及地质状况都要进行深入研究。例如开阔平坦、均匀密实的硬土层地段的建筑物的稳固性明显强于液化土、软土层以及边坡边缘的建筑物。因此，如果建筑物的施工场地位于土层状态、成因等明显不占优势的地段，而且在地基性质不同的土层，只能使用天然地基，而非人工地基时，必须对加强地基的整体刚度，确保地基在施工过程中的整体稳定性。所以在设计建筑物结构之前，必须对建筑场地进行考察，分析场地的优劣，整合相关的资料，在总结传统施工经验的基础上，合理设计，确保设计的可行性。

　　2.平立面的确定。

　　除了场地的影响，建筑物的结构平面布局也是影响建筑物抗震效能的一大重要因素，在建造建筑物过程中，如果建筑物的结构布局合理而且建筑物的结构布置符合抗震的要求，那么此建筑物势必会具备优秀的抗震能力。所谓的建筑结构布局合理指的就是在规划建筑物结构过程中首先需要保持结构对称，而且建筑物内在结构在刚度变化上保持稳定，避免同一楼层之间刚度不稳的现象。在设计建筑物结构过程中，对于结构复杂的建筑物而言，良好的变形缝的设计事关重要，变形缝在整体建筑结构设计中处于薄弱环节，薄弱环节在地震发生时就会变成致命环节，需要严格控制。

　　3.结构选型的确定。

　　建筑物结构的选型一般受到经济因素与技术因素的影响，建筑物的选型一般在结合建筑物场地等基础条件要素的情况下，再结合经济与技术因素综合考虑确定建筑物的选型。在建筑物选型中需要实现以下几点要求：第一，建筑物的强度比一定要大；第二，建筑物的质性匀称；第三，建筑物的岩性系数足够大；第四，建筑物连体结构的连续性能好，最大程度上发挥建筑材料的强度。结合上述建筑物平立面的确定，建筑物结构确定中需要做到，建筑物设计中遵循对称原则，因为对称形状的建筑物在受力上都比较均匀一致，对称性的建筑物在很长时间内能够保持稳定；建筑物的垂直结构设计中，需要做到每一楼层之间的刚度变化均匀一致，避免强弱不一致的现象，设计过程中，合理布局建筑物的重心。

　　4.多层抗震防线的设置。

　　抗震防线指的是在建筑物结构内部人为地采取一定的措施进行加固，提高建筑物整体的性能，设置的关键环节在于建筑物结构中的薄弱环节，在强烈地震发生时，建筑物的薄弱环节不再工作，建筑物的自身振动与对地震的振动区分，避免共振的发生，在一定程度上缓和地震给建筑物带来的破坏。一般而言，建筑物的第一道抗震防线主要布局于以下位置：轴压相对较小的石墙筒体；不承担重力的填充墙等等。

　　三、强化建筑结构抗震性能的设计思路。

　　近些年来，地震灾害时有发生，时刻影响着人民群众的生命安全以及财产安全，而建筑结构的抗震设计也面临着巨大的挑战。建筑物抗震设计中需要结合多项外部条件，综合设计。一般在设计抗震结构中，需要尽可能地满足建筑物抗震的设计要求，抗震设计思路主要是对建筑物内部结构进行合理设计，对建筑物的薄弱环节采取适当的方式进行加固。加固的主要方法有以下几类：

　　1.外加构件设计方法。

　　外加构件顾名思义，指的就是在建筑物自身构件设计之外增加额外的构件，在不破坏建筑物原有构件性能的基础上提升建筑物的抗震效果。新增加构件或多或少都会对建筑物造成一定的影响，其设计原则就是最大限度地提升建筑物的抗震效能。一般比较常见的设计方法有门窗坚固、增设支托加固、增设墙体加固以及增设支撑加固等方法。

　　2.隔震加固法。

　　连体结构会在一定程度上影响建筑物之间的抗震效能，因为连体结构的目的在于延长建筑物的结构周期，但是结构周期的延长会直接导致建筑物刚度的下降，建筑物刚度与建筑物的抗震效果成正比。针对此类问题最有效的方法就是隔震加固法，这种加固法最大的优点就是在地震发生时，最大限度地吸收地震产生的能量，将传递给建筑物的能量阻断，减少地震对建筑物的破坏，提升建筑物的性能，实现抗震效果。

　　3.减震加固法。

　　减震加固法实质上将建筑物内部的地震作用不断的阻断，增加建筑物的阻尼值。增加建筑物阻尼值可以采取在建筑物结构变化较大的位置增加加固材料，在地震中依靠加固材料消减地震威力，同时在建筑物结构内部设置阻尼器，控制在地震中建筑结构的变形力度，减少建筑物的损坏。

　　4.薄弱环节加固法。

　　建筑物内部结构在抗震设计中，很容易出现楼体受力不均的现象，当地震发生时，楼体的薄弱环节很容易出现断裂，从而影响整体楼层的质量。在设计建筑物中适当地对薄弱环节进行加固，在现代施工中一般采用钢筋混凝土材料，对连体结构之间的柱体进行浇筑，控制柱体内的轴压，将连体内的钢梁与楼体的剪力墙相连，与剪力墙相连的目的是为了防止在地震发生时，连体出现脱落。除了将连体与剪力墙相连之外，还需要对两者之间的抗弯设计进行加固。在对建筑物薄弱层内部的材料都应选取加硬加粗的型号，对于连体墙体内部的混凝土可以不做特殊要求。

　　如果在设计过程中，连体没有与剪力墙相连，那么连体必须与楼体内部的柱体相联系，稳固连体结构。

　　四、结语。

　　随着高层建筑物的不断增多，随之而来的是建筑物的抗震安全性能，地震对于建筑物的破坏是显而易见的，因此在设计建筑物结构时，需要不断优化抗震设计思路。首先结合影响建筑物抗震效果的各类外部因素，在分析总结外部因素的基础上，合理设计建筑物。其次，在设计建筑物的前提下，根据建筑物的抗震要求标准对建筑物内部容易在地震中出现损坏的部位进行加固，加固方法依照建筑物内部结构的不同选取适当的方法，最终达到实现建筑物安全性能的要求。