建筑工程结构设计中抗震问题分析

建筑工程结构设计中抗震问题分析

朱芳莹 周鹏杰

河南浩源设计装饰工程有限公司

摘要：近年来，我国人口不断涌入城市，对建筑的需求提高，使各种建筑愈发密集，抗震设计的难度也随之增加。我国部分地区处于地震频发的地带，研究建筑结构的抗震能力对建筑工程质量的提升有着极大的价值，文章从抗震结构设计的角度出发，研究了建筑工程结构设计中关于抗震能力的设计，希望能成为我国建筑行业进步的一部分助力。

关键词：建筑工程；结构设计；抗震问题

引言

建筑工程结构的抗震设计缺陷，在安全时期不会暴露任何问题，当地震来临时会十分致命。设计复杂程度的提升可能会带来质量与刚度的不均衡，这种类型建筑结构的抗震能力相对更弱，在面对强力的震动时大概率发生断裂或扭转问题，导致建筑主体产生严重的损坏。建筑结构的整体布局也是影响工程抗震能力的主要因素之一，案例显示不规则或不对称的建筑结构，在面对强震动时，发生扭转或断裂的概率更高。

1建筑工程结构抗震性设计的重要意义

建筑工程项目的抗震设计与抗震技术不断进步，为人们的生命财产安全带来了很高的保障，在很大程度上降低了地震的危害。目前我国对地震规律性认识还很不足，随着科学水平和经济的发展，依据现有资料和经验，仍需要不断的努力研究建筑工程结构的抗震性，各个地区制定相应的设防标准。而现代人们经济收入不断增长，对居住环境和建筑的质量要求也不断提升，这为建筑工程项目抗震性设计带来了很多难题，而如何有效避免地震灾害所带来的的影响，必须要最大可能进行抗震技术层面的积极研究，以期能够满足人们生活质量需求的同时提高建筑的抗震水平^[1]。

2地震对于建筑的危害

2.1建筑结构体系

我国最常用的建筑结构是填墙框架结构或钢筋混凝土结构，在地震发生时，平面内柱上端会受到强大的剪切力，从而导致破坏，而外墙框架柱也会承受较大的剪切力，但同时受到窗下方墙的约束，容易发生剪切破坏。采用抗震结构的房屋，在面对剪切力时，发生的形变较小，破坏程度也较小，面对一般的地震时破坏程度较轻，且不会直接发生倒塌，安全系数更高。底框结构的建筑在面对地震时会遭受严重破坏，很容易发生倒塌。

2.2建筑的刚度分布

在矩形平面内进行设计和布置的结构，如电梯井等，在地震发生时，其抗侧力构件一般会发生扭转振动，造成扭曲变形，引发严重后果，因此，在地震发生时不能使用电梯。此外，采用不对称平面的建筑，如三角形结构和L形结构、之字形结构，都会在地震面前发生扭转振动，扩大地震的伤害^[2]。

2.3建筑地基

在建筑使用过程中，可能会由于人们对地下水的过度使用和不透水路面等的作用而导致地下水水位下降，从而引发不同程度的沉降问题，或导致地基土结构松散，在地震来临时，很可能发生地下水流向改变及地基土液化、松动等，从而导致局部不均匀沉降，使地基对地上建筑的应力发生改变，建筑受力不均，可能会倾斜或倒塌，甚至导致裂缝等，结构遭受严重破坏；另外，若软弱冲积土层场地较厚，地震时就可导致上层建筑的破坏，加深建筑结构受损程度；在地形因素不利或较危险地段建造的房屋，会直接因地基破坏而发生倒塌。

2.4构件

根据我国对多次地震相关数据的统计，总结出以下规律：一般来说，采用框架结构的建筑中，在地震发生时相对于房梁和材料板而言，承重柱的破坏程度更加严重；在钢筋混凝土结构中，一般窗户下方的墙体会在地震时遭受斜向应力，从而产生裂缝；但采用螺旋箍筋的混凝土结构，在地震过后仍然能保存得较为完整，核心混凝土结构一般不会遭到太大的破坏，柱体仍然保留较强的抵抗能力^[3]。

3提高建筑工程抗震能力具体策略研究

3.1严谨选择建筑场地和地基类型

建筑物所处的地质条件以及地基的质量对建筑物本身的稳定性和抗震能力的影响是直接且关键的，建筑场地和地基类型的选择是提高建筑物抗震能力的基础要素。在敲定选择之前，首先要对所处区域的震动情况和强度进行全面的了解，借助科学技术手段掌握区域内的地质情况。确保信息的真实、有效且全面的基础上分析目标场地开展建筑工程的可行性。

3.2强调建筑结构的规则

建筑结构是建筑物的主要受力对象，科学合理的建筑结构是确保建筑均衡承载的关键。因此在设计阶段和建筑物施工的过程中，都必须要强调建筑结构的规则性，尤其是抗侧力结构布局的合理性。对建筑结构的平面进行设计师，最好采用规则的形状，为建筑物承载的均衡性提供一定的保障。尽量不要选择不规则的建筑平面，这类建筑结构的承载力难以控制在均衡状态，在面对强震动环境时出现的损坏也更为严重^[4]。

3.3结构材料的选择和质量控制

材料始终是建筑工程质量的关键，材料的选择对于建筑结构的稳定性和抗震能力有着决定性的作用。尤其是高层建筑工程的抗震设计，要整合不同建筑构件的延性，通过协调不同构件的延性实现建筑结构稳定性和抗震水平的有效提升。应当特别注意钢筋的选择，钢筋的韧性越强，建筑结构能够抵抗的震动也就越强。建筑材料的质量需要严格把控的，包括材料选择、采购、管理等全部环节都要有专业且严格的监管。出于经济效益的角度考虑，建筑单位必然要控制工程的造价。如何在保证建筑结构抗震性能的基础上，找到性价比最合适的建筑材料，是建筑单位采购部门需要重点研究的内容。

3.4增加消能减震

随着人均土地资源的紧张，高层建筑的数量不断增加，对建筑物抗震能力的需求也在不断上升。相比于其他类型建筑物，高层建筑物还需要附加隔振和消能的能力。想要实现这一方面的目标，就要从地基方面入手，通过地基目的和质量的提升缓冲震动给建筑本体带来的影响。建筑结构、高度的不同都会给建筑的隔振系数带来影响，这些内容应当在设计阶段就充分的考虑并表现在设计方案当中^[5]。

3.5建筑抗侧力结构的改进

大多数建筑工程的刚性要高于柔性，这种结构特点能够降低建筑物在强震动环境下受到的破坏，整体建筑结构也不会产生太严重的形变。受到结构的保护，部分非结构部件的损坏也会被有效的降低。改进建筑物的抗侧力结构，在面对强震动环境时建筑物的稳定性就强，能够承受的震动幅度就大。

3.6额外增添加固设计

除了上述方法提升建筑物的抗震能力之外，还需要技术人员从建筑工程的实际情况出发，为建筑物额外增加一些加固措施。具体加固措施的选定应当依据以下几个方面：首先是建筑工程本身存在结构缺陷，技术人员有针对性的对构件进行补充，实现提升建筑物稳定性和抗震水平的目的。也可以采用具有更好抗震能力的构建进行替换，从材料角度提升抗震能力。

结束语

综上所述，提高建筑物的抗震能力能够在强震动环境或地震灾害的面前更好的保护社会大众的生命和财产安全。尤其是在土地资源日益紧张，高层建筑数量不断增加的当下，研究建筑工程抗震能力的提升对于社会的建设和发展有着积极的意义。想要实现建筑物抗震能力的有效提升，应当从抗震理念在建筑设计中的表达、建筑结构规则性的强调、建筑材料的筛选、建筑抗侧力结构的优化以及附加加固设计等方面入手。

参考文献

[1]彭军华.建筑结构工程中抗震设计的作用探析[J].现代物业(中旬刊),2018(11):102.

[2]魏秀瑛,张同文.浅析土木建筑工程设计中的抗震设计要点[J].江西建材,2018(12):102-103.

[3]孟萌.高层钢结构建筑工程设计及其注意事项探析[J].绿色环保建材,2018(10):63+65.

[4]陈晶晶,王呈志.建筑结构设计中抗震设计研究[J].建材与装饰,2018(34):66-67.

[5]胡爱珍.关于提升建筑工程结构抗震性能的思考[J].河南建材,2018(04):55-56.