建筑结构抗震设计问题及解决策略论文
第1篇：建筑结构设计中抗震设计探讨
1、建筑结构抗震设计存在的问题
1.1不够重视建筑抗震的问题近些年来，我国连续发生了不少大大小小的地震，这些地震所造成的直接影响就是给人们的生命、财产安全带来了无可弥补的损失，造成该损失的大部分原因是我国已有的建筑物缺乏足够的抗震性能。另外，还有一些建筑的设计人员不够重视建筑结构抗震设计的重要性，在确定设计方案时不够重视建筑结构设计中的抗震设计的合理性，导致设计方案中的抗震設计内容被忽视，这种情况在一些改建，扩建工程中尤为普遍，在地震灾害来临时就会留下致命的隐患。因此，这就要求建筑结构设计人员在建筑结构设计的时候，要严格按照抗震规范的条款，根据该地区的自然条件来选择恰当的抗震级别和合理的抗震构造措施。必须考虑怎样能最大限度的提高建筑物的抗震性能，从而确保人们的生命财产安全。
1.2建筑结构抗震设计验证问题
为了检验建筑抗震结构分析结果的合理性、有效性，目前可采用三种验证手段：第一进行建筑抗震模型试验；第二对建筑地震反应监测；第三对建筑震害研究。实践是检验真理的唯一标准，试验是实践的一种近似体现。与航天工程、机械工程领域相比，由于建筑结构体型庞大，几乎不可能完成足尺建筑结构的抗震加载试验，因此通常采用建筑抗震模型结构试验。近几年，国际上陆续举办多次不同类型建筑抗震结构的盲测试验，以检验现有的各种抗震设计计算模型的模拟方法。试验结果表明采用不同软件甚至采用同一软件所模拟的建筑结构抗震设计结果相互都存在一定的差异，这也说明我们目前的结构地震反应分析还有待进一步的完善。此外，由于在已有的建筑安装监测设备数量很少或甚至没有，而地震灾害又具有极大的不可预测性，这也大大降低了利用地震反应监测检验抗震建筑结构设计的可行性。
1.3建筑结构设计人员的意识问题
现在不少的建筑结构设计人员不具备扎实的专业知识，缺乏足够的专业设计能力，导致设计出来的建筑物缺乏足够的抗震性能，留下一定的抗震安全隐患。另有一些建筑结构设计人员抗震安全意识不足，建筑设计时强调、注重建筑的外观美感，轻视建筑抗震整体协调问题，也对该建筑留下了一定的抗震安全风险。所以，建筑结构设计人员要继续专业学习，丰富自身的专业设计能力，要具有建筑抗震的危机意识，一定要站在人民的生命、财产安全的立场上考虑建筑结构设计：并要结合该建筑的具体使用功能，这样才能设计出抗震安全、外形美观、经济合理的建筑物。
2、建筑结构设计中的抗震设计
2.1建筑结构平立面体型的确定
建筑结构平立面布置也是影响建筑物抗震效能的一大重要因素。合理的建筑结构布置，不仅可以保证建筑物的稳定，还可以提高建筑物自身的抗震能力。在抗震设计中，如果该建筑的结构平立面布置合理，并且该建筑结构的布置符合建筑抗震规范要求，那么此建筑物势必会具备优秀的抗震能力。所谓的建筑结构平立面布置合理指的就是在设计建筑结构体型过程中，在保证使用功能的前提下，尽量选择建筑物平面规则、对称布置，这样才能保证该建筑同一楼层间平面刚度变化一致，其次尽量考虑建筑物竖向凹凸少，使得建筑竖向刚度变化上保持稳定，避免不同楼层之间抗震时刚度不稳的现象，这样合理的平立面布置对建筑抗震有利。在建筑结构抗震设计中，对于结构复杂的建筑物而言，良好的抗震缝的设计也非常重要，抗震缝两侧结构完全分开，中间间隙距离保证在地震作用下两侧结构不发生碰撞。抗震缝一般设置在结构变形的敏感部位。若抗震缝设置不当在地震发生时就会变成薄弱环节，不利该建筑物的抗震。
2.2建筑结构抗震材料的选择
在建筑结构设计中，材料是主要的承重原料，材料的刚度和塑性对建筑结构抗震的影响较大，为了确保建筑物的整体抗震性、稳定性，在选用材料时，要结合本地的地震历史资料，选择合适的建筑材料。从抗震角度考虑，作为建筑材料应轻质、高强；构件间的连接应有良好的整体性、延性，且能发挥材料的全强度。按照此原则，钢结构是最符合抗震材料要求的，多次地震灾害实例表明钢结构的抗震性能好，但钢材的造价及维护费用较高。现浇钢筋混凝土结构整体性好，造价低廉，有较大的抗侧移刚度，经设计可保证结构具有一定的延性。但该材料也存在难以克服的弱点：当地震持续较长时间时，在反复的地震荷载作用下，构件刚度因裂缝的开展而递减，将混凝土挤碎。装配式钢筋混凝土结构施工方便，但它的抗震弱点在于框架节点等构件接头强度及变形能力均低于构件本身强度而形成薄弱环节，同时预制构件装配时会产生次应力，整个结构缺乏连续性和整体性，故这类结构不宜在高烈度地区采用。因此在建筑结构设计中，为了达到提高建筑抗震性能的目的，必须科学合理选择适合该建筑的建材。
2.3建筑场地的选择
选择合适的建筑场地也是能提升建筑结构抗震性能的。尽量选择土地成分及土地结构具有良好密度和硬性的场地，并且该场地土质成分均匀性良好，这样的场地作为建筑结构工程的建设场地，才能保证建筑场地范围内的土地能更好地、均匀地承受上部建筑结构的荷载。设计人员在建筑场地选择中应该避开软土、液化土、采空区以及河岸边缘等相关地段，避免因为上述地质范围中土体的密实度、坚硬度以及凝结度等相关性能的低劣而导致建筑物在应对地震灾害的过程中出现土体承重荷载能力不够的现象；对于一些容易发生滑坡、地陷以及泥石流等山体事故的危险地段，也应尽量避开选择其作为建筑结构的设计场地；同时尽量避免建筑场地选择在地震断裂带上，这样才能避免降低上部建筑结构对地震灾害作用力的抵抗性能。
2.4建筑结构参数计算
根据该地区的自然条件选择该建筑恰当的抗震级别和合理的抗震措施；根据不同建筑结构类型在面对地震冲击力时所具有的荷载作用力完成抗震设计参数的选择；使用先进的计算机技术，建立相应的建筑结构抗震计算模型对该建筑的抗震作用力进行清晰明确的计算，保证建筑与规划设计所选的抗震级别、抗震措施、抗震设计参数、抗震计算模型能够符合该建筑结构的抗震性能，保证该建筑抗震建筑结构设计过程中受力的合理性及科学性。
结语：
地震对于建筑物具有较强的破坏力，抗震设计是建筑结构设计中保证建筑物安全性、稳定性的最重要因素，提高建筑结构抗震能力是非常具有现实意义。在建筑结构抗震设计中，必须以建筑结构的实际情况为主，以强化建筑的抗震特性。
第2篇：工业与民用建筑结构抗震设计分析
一、概述
地震是我国一种极为常见的自然性灾害，在建筑结构领域其危害性是不言而喻的，严重的时候甚至会造成建筑物倒塌，危害着人们的生命与财产安全，这对于建筑的直接使用者的人生安全带来了极大的威胁。随着科学技术的发展和人们生活水平的不断提高，人们对建筑的要求也更加的严格，除了对于建筑物外观与形式上的要求，人们对于建筑物安全性、实用性和环保性的要求也逐步提高，针对当前我国建筑抗震性较差的现状。因此，工业与民用建筑在结构设计过程中，应该将抗震设计工作做好，保证其在正常使用中始终保持良好的抗震性能，保证在地震灾害来临时保证强大的稳定性。
二、结构抗震设计的重要性
我国是世界上遭受地震灾害最严重的国家之一。每年因为全国各地的地震所造成的人身意外与财产损失不计其数，究其原因，主要是因为建筑物缺乏必要的抗震设计。所谓抗震设计，是指对建筑物进行抗震设计。其中主要包括地震作用、抗震承载力计算和采取抗震构造措施来达到抗震的目的。对建筑物进行抗震设计主要是为了保障安全，所采取的措施应是与国民经济相适应的。举例来说，如果希望建筑物在地震过后依然完好无损，这不仅在抗震设计过程中会增加造价，而且在技术上对于设计人员也具有极高的挑战性。相反，如果抗震设计要求过低，使用者的安全必然会成为严重问题，可谓是后患无穷。基于国际趋势，从我国实际国情出发，提出一个适当的抗震设计标准是非常重要的。因此，国家也出台了相应的政策和措施，例如《建筑抗震设计规范》就提出了“三水准”的抗震设防目标：小震不破坏，可正常使用；设计烈度地震可修复使用；遭遇大震时不倒塌。
三、工业与民用建筑结构形式的特点
通过分析我国工民建结构抗震设计要求，可将工业与民用建筑的结构主要分成钢结构、砖木结构、框架结构及砌体结构等不同种类，下面主要针对这几种建筑结构形式的主要特点进行分析。
3.1砖木结构
砖木结构中，建筑的屋顶和楼板等皆采用木材作为主要承重结构，这种结构在我国传统民居非常常见，其优点在于结构简单、成本低廉柔韧性和适应性强，但其缺点是砖木结构不能保证砂浆的质量，所以现如今这种结构的建筑物已不多见，通常抗震能力比较差。
3.2砌体结构
砌体结构是一种比较常见的工业与民用建筑结构，通常情况下，进深与开间较小且较为规整、内墙较多的房屋会采用这种结构。因此，采取这种结构形式的建筑其抗侧力刚度是较好的。但是砌体结构的抗变形能力差很多，很容易出现开裂等问题，一旦遇到地震，砌体结构的建筑将会出现破损甚至局部坍塌的严重问题。
3.3钢结构
在目前我国的建筑行业中钢结构的使用范围非常广泛，钢结构可以充分保证建筑的强度、刚度、塑性和延性。钢结构自身重量较轻，加之其延性和塑性极高，因此可以有效地提高建筑物的抗震能力，避免建筑物出现倒塌的情况。然而，钢结构的耐火性能差，一旦发生火灾极易出现建筑安全问题，建筑成本也相对较高。
3.4框架结构
框架结构是指由梁、柱铰接成承重系统的建筑结构，这种结构的自重比较轻，同时空间分隔非常灵活，不仅可以保证建筑结构的抗震能力，同时还能节省建筑耗材，其缺点在于本身的刚度不足。
四、常见的工民建结构抗震的设计方法
首先，设计人员应以工民建筑结构的基本构造为主要设计原则。我国对于建筑的屋顶电梯，楼道构造的设计等等都已经有强制性的规范内容，进而使整个建筑成为一个较为牢固的整体，加强提出部分和其余部分的吻合度。
其次，设计人员应当以工民建筑规划和场地为依据。为了提高工民建的抗震水平，很多开发商修建建筑之前事先都需要对建筑场地进行科学准确的测定和选择。合理的设计抗震层也是结构抗震设计中的必要环节，抗震层对于建筑物未来的稳定性具有十分重要的作用。众所周知，建筑物的使用周期较长，对于建筑出入口的障碍物将严重妨碍地震发生时人员的疏散速度，所以，对于建筑出入口的障碍物必须进行及时的清理，建筑专业进行设计时应当适当提高出入口的高度和宽度，确保使用者在发生紧急情况时能够及时的流通和疏散。
最后，设计人员应当以结构性能目标为依据。工民建筑抗震设计目的在于当地震发生时能够在最大程度内保障人员的安全疏散和撤离，将人员伤亡和财产损失尽量控制在最低限度。有效的预防地震灾害所带来的严重损失。
结束语：
建筑的抗震设计对于一栋建筑整体的优劣评价具有较大的影响，建筑结构的防震设计是保证建筑物稳定的基础，也是对人们生命及财产安全的有效保障。
第3篇：当前建筑结构抗震设计分析要点
引言
随着经济的发展，城市化进度的加快，建筑工程也逐渐增多。从当前的实际情况来看，由于我国地质条件的复杂性，建筑工程施工存在一定的困难性。为了保障工程的质量，就要对建筑工程的地质条件进行精准的分析，采用科学有效的方法进行抗震设计的分析，使建筑物的抗震性能得到真正的提高，进而使建筑的稳定性和可靠性得到保障。
1.选择合适的场地
建筑的抗震设计中，最重要的一点就是要选择好建筑的场地。建筑物在地震中受破坏的程度与地质情况直接相关，地质情况不同，破坏程度也是不一样的，所以必须选择合适的场地进行施工，这样才能最大程度地减轻地震对建筑物的破坏。在建筑场地选择的过程中，要综合考虑实际的地震活动状况，对地质情况做合理的调查，得出准确的数字，并且以此项调查为前提和基础，对所选的场地做全面的、细致的分析与评价，做好所选地段的抗震设计等级的评估工作。通过评估，尽可能的回避那些受地震影响较为严重的场地，像容易液化的土质、软弱土质、较高的又相对孤立的山丘地带、非岩质陡坡以及边坡边缘等地段；而对于无法规避的场地，要考虑地震作用时地基不均匀沉降或其他不利影响，并采取合理的抗震加强措施，比如可结合加强基础与上部结构的方法进行。总体来说，在进行建筑场地选取的过程中，岩石或者是基土密度较高的土质是最适合进行抗震设计的，尽可能的规避软性地基土，这样对建筑物的抗震性能的.提高使非常有利的。
2.抗震建筑结构相关材料的选择
建筑结构材料质量的高低，直接决定着地震灾害发生时建筑物的安全性。钢筋的韧性相较于别的材料来说，韧性更高一些，因此比较适合使用到抗震设计的建筑当中，如果钢筋的受力主要来自于纵向力的话，则要对钢筋进行热轧处理，主要有HRB335级和HRB400级以及强度更高的高性能钢筋；对于箍筋，则是以HRB335，HRB400级热轧钢筋为佳。在建筑结构材料中，其抗震性能是必须考虑的因素，同时要将建筑成本与抗震性能的最佳平衡点找准，尽可能的用最低的成本投入获得最佳的抗震效果。
3.建筑结构的规则性
在建筑结构设计中，要保证建筑结构的规则性，从而使其承载力均匀分布，提高建筑的抗震性能和可靠性。尽量避免不规则的建筑结构平面，防止建筑在地震灾害中倒塌。
3.1建筑结构平面力求简单规则
在进行设计时，应该选择较为规整的建筑结构平面布置，这样才能使建筑在地震灾害发生时所受的地震力分布均匀。比如平立面不宜有凹角结构的存在，如果凹角是不可避免的，就需要满足一定的设计条件，即房屋平面的突出部分的长度与宽度比要适中，长度最好与宽度相当，与该方向的总长度差不能超过百分之三十。房屋立面局部收进的尺寸大小也要合适，不能超过该方向总体尺寸的百分之二十五。房屋平面的总长度不能太长，结构平面的长宽比不能太大。
3.2建筑平立面的刚度和质量分布力求对称均匀
在抗震概念设计中，最重要的一项原则就是要确保对称和均匀。如果结构不够对称，那么在地震发生时，发生扭转的情况就会十分明显，不利于建筑的抗震性。在设计时要计算出薄弱侧的较大位移及构件的内力和变形，并采取相应措施进行加强。
4.增强建筑物的刚度及整体性
建筑结构的抗震能力的具体情况与结构的刚度和整体稳定性密切相关。现浇钢筋混凝土楼板及屋盖可消除滑移、散落问题，具有整体性好、水平刚度大的优点，是较理想的抗震构件，可以增大楼板的刚度，增强房屋的整体性。因此，现在较为理想的增强建筑结构刚度和整体稳定性的方法就是采现浇楼、屋盖，除此之外，还可以在适当的部位增设构造柱，配置构造钢筋，设置配筋圈梁。通过上述方法，可在一定程度上使结构空间的刚度得到增强，使结构整体的稳定性得到提升，使建筑的抗震性能也得到相应的提高。
5.隔震和消能减震设计
常规建筑只需要满足普通抗震需求即可，但是有些特殊建筑对于抗震性能要求较高，特别在隔振、消能减震等方面提出了更高要求。首先要考虑场地因素，选择土质密实度较高的地基，降低共振发生几率，从而减轻地震发生时建筑遭受的破坏。其次要对原材料进行合适的选取，建筑材料一定要在隔振、消能方面具有特别好的延性，这样能够使建筑不会太多的受到地震的破坏。
6.保证结构的延性
建筑结构的延性与结构的强度的重要性是一样的，因为在较强的地震灾害中，建筑结构主要靠延性来抵抗非弹性变形，防止倒塌。
为了使钢筋混凝土结构具有相应的延性，通过需要经过三个步骤来实现，分别是选取一个合适的可以接受的塑性变形机构；采取必要的措施增强各个类型的结构构件的抗剪能力；通过箍筋加密的方式，使轴压比得到有效的控制，确保可能出现塑性铰的位置具有所需要的塑性转动能力和塑性耗能能力。
7.常用的加固设计
为了使建筑结构的抗震能力得到切实的提高，应该结合建筑结构的实际情况进行相应的加固措施的采取，要想选择合适的加固方法，应从以下几个方面进行考虑：对于结构设计中存在的问题，应使用具有较高抗震能力的构件代替原有构件，或者是根据实际情况增加构件，对建筑进行加固；如果建筑设计的承载力需要提高，那么就可以利用原截面扩大和构件的增设等方法来完成；对于那些建筑结构的部分构件，可以有针对性做以调整，适当的加固，来分散地震时产生的能量，进而降低破坏性。
8.建筑结构参数分析
参数设计指的是计算地震作用和房屋各构件的地震响应情况。进行结构设计时，应结合建筑结构的实际情况，建立精准的计算模型与数据库，根据设计要求进行正确的计算与合适的处理。在进行较为复杂的建筑结构的计算的时候，需要采用两个以上的不同模型，还要与实际相结合，采取相适应的计算理论。对分析出的结果应该经过结构设计人员的判断，在保证科学、合理后方可用于实际工程设计。复杂高层建筑抗震计算时宜考虑扭转效应，同时振型数应结合具体实际工程要求，使计算振型数实际参与质量百分比不少于90%。总之，建筑结构计算由于数据量较大，需要计算机进行多次分析，并且根据计算结果，进行科学分析，不断的调整，才能得到较为合适的结果，从而使建筑物在地震灾害中的安全得到切实的保障。
结语：
随着时代不断发展，我国建筑行业有了长远的发展，建筑质量随之提高，而建筑的抗震设计是建筑质量得以保障的基础。世界各国在结构抗震设计方面做出了很大努力，并取得了突出的成绩，但是地震灾害的发生存在较强的不确定性，因此对当前建筑结构抗震设计提出了更高的要求。在建筑抗震设计中，设计人员应从结构整体的角度出发，结合抗震设计分析要点，创造出更加安全、实用、经济美观的建筑。
第4篇：高层建筑结构抗震设计存在的问题及解决对策
前言
高层建筑结构的抗震设计，是全社会广泛关注的问题，倘若抗震指标和抗震级数达不到要求，则内部的办公人员、居住人员都将面临严重的生命安全威胁。针对高层建筑结构的抗震设计问题予以解决，将是今后的重点工作。
1.高层建筑结构的抗震设计问题
1.1消防结构设计问题
从客观的角度来分析，在高层建筑结构的抗震设计当中，消防结构的设计是非常重要的组成部分，且产生的影响较为深刻。本文认为，消防结构设计问题，突出表现在以下几个方面：第一，可燃性建筑材料的大量应用。当前的高层建筑结构比较复杂，选择应用的材料较多。尤其是混合材料的应用，促使很多的高层建筑结构都面临着严重的火灾威胁。一旦某一个楼层出现了火灾隐患，那么抗震等级将会直接下降，无法更好的保护建筑内部的人员安全。第二，消防系统、疏散通道的设计非常不合理。由于高层建筑结构的高度比较突出，且在面积上非常大，消防系统的设计、疏散通道的设计，都要随之而提升。相反的，当前的很多高层建筑结构，疏散通道方面表现为狭窄的状态，无法直观的找到具体位置：消防系统的设计，并不能达到“系统化”的要求，仅仅是安置了一些灭火器而已，消防水平不高。这种隐患严重的高层建筑结构，在出现火灾的事故后，坍塌程度非常严重、摧毁速度也比较快。
1.2抗震结构设计问题
由于城市的开发力度不断增大，很多地区的地下空间都被全面开发，由此对地上的高层建筑结构造成抗震的威胁。我国有很多的地区都位于大陆板块交界地带，因此发生地震的频率、地震等级都比较高。综合而言，高层建筑结构的抗震结构设计问题，已经成为了亟待解决的安全隐患。首先，有相当数量的高层建筑结构，在设计的过程中，不考虑建筑物的综合抗震效果。这就导致外部隐患或者是内部隐患出现了持续加重的情况，客观上的抗震标准达不到要求。其次，设计人员针对抗震结构的设计，在主观上并不是特别的重视。
1.3抗风结构设计问题
地震灾害来临时，有些情况会面临大风的影响，风力等级的增加，无异于扩大了地震的破坏力。所以。我们在高层建筑结构的抗震设计当中，还必须针对抗风结构的设计问题进行系统的分析。在当前高层建筑抗风结构设计中，设计师多重视对外在的墙体、装饰物和玻璃的保护，却没有重视对建筑主体结构的保护，如果当建筑物所承受的风力荷载超过承受要求之后，虽然表面上没有表现出明显的变化特征，在建筑物的主体结构却受到了一定破坏，存在极大的安全威胁。
2.高层建筑结构抗震设计的对策
2.1优化消防结构设计
优化消防结构设计，可从以下几个方面出发：第一，选择建筑材料的过程中，要充分考虑到建筑材料的耐火特点，在火灾事故发生时，要保证建筑材料本身的性质稳定，不会助长火灾的蔓延速度。第二，针对建筑的防火带设置要高度关注。很多高层建筑结构的防火带设计非常草率，无实际的作用。真正的防火带设计，必须充分结合高层建筑结构的特点、抗震设计的要求、消防的标准等，设置完毕后，还要对防火带进行检查和分析，确保能够有实际效果后，再投入使用。第三，将智能灭火系统、防排烟系统、报警系统等进行彻底的优化，增加智能操作的内容，提高对高层建筑结构内部的观察与分析，发现安全隐患及时处理，降低损失。
2.2强化抗震结构设计
抗震结构的设计，必须要达到国家的固定标准，同时要在多方面提高对内部人员的保护作用，能够最大限度的提供相应的帮助，实现抗震综合性能的巩固。例如，通过对抗震数据的精确计算和分析，从建筑物的地基结构设计、建筑物主体结构设计以及承重墙、主梁等抗震构件结构设计的方面综合考虑。全面加强建筑物的抗震能力。比如，在对剪力墙的抗震结构进行设计中，应该充分考虑剪力墙的抗震要求，设置单独的承重墙和承重柱：在对建筑整体抗震结构进行设计时，应该按照规范要求从最底层开始进行计算，而不应该将地下室以及地下车库抛出在外。
2.3深化抗风结构设计
与一般的建筑结构不同，高层建筑结构的抗风结构设计，是抗震设计的外部保障及内部协调部分，具有较大的积极作用。以往的设计问题在今后不能反复的出现，要从本质上将消极影响全面的降低。第一。必须要将水平力的作用进行充分的考虑，当风力作用对高层建筑结构产生干扰的时候，要确保高层建筑结构的风力荷载较高，加强对风力作用的承载程度。第二，针对高层建筑结构的主体进行分析和研究，从建筑本身的特点和日后的服务方向出发，采取系列的加固措施。例如，尝试应用高级砂石、先进的施工技术，强化地基的巩固程度，由此来确保高层建筑结构更加的稳定，面对大风的威胁可以有效应对。第三，必须要在耗能结构的设计上进行深入的分析。比如，楼板等非承重的构件当中。耗能设计的分析和落实，可以减少风能的不利影响，以此来实现“顺势而为”的效果，从而为抗震水平的提升，提供更多的保障。
3.结束语
本文对高层建筑结构设计存在的问题、对策展开深入的分析，从已经掌握的情况来看，很多地区的高层建筑结构均获得了优化，抗震设计能够充分的联系实际，抗震等级有所提升，告别了以往的各项错误情况，今后，针对抗震设计的研究需更加深入，强化对高层建筑的保障，为内部人员提供更多的服务和安全保护。
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