建筑结构设计中抗震结构设计探究

建筑结构设计中抗震结构设计探究

全启智

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摘要：现当今，随着我国建筑工程的快速发展，建筑结构设计是关乎整个建筑质量的关键所在，科学合理的建筑设计能够提升建筑基础质量，并延长其使用寿命，因此与人们工作、生活、娱乐、出行等息息相关的相关建筑工程质量就成为人们越来越关注的对象。伴随近年来生态环境的逐渐恶化，自然灾害的发生频率越来越高，与之而来的是对建筑结构的伤害，尤其是地震带来的危害，因此本文将以抗震设计为建筑结构重点，寻求有效的设计方法为人们的日常生活加强安全保障。

关键词：建筑结构设计；抗震结构设计

引言：

我国的建筑工程行业在不断的发展中，不仅加强对施工技术方面的研究，还更加注重对建筑设计方面的研究，这是因为建筑结构设计直接关系到项目的建设质量和建设效果，建筑结构设计中最为重要的一部分就是抗震设计。地质灾害的发生具有不可控性，对于人类社会的破坏也是极其重大的，尤其是地震灾害的发生，突发性强、灾害性大，且不可预测，影响范围广，建筑物的抗震等级不够，容易发生倒塌，还会给周边建筑带来危害。建筑结构设计中的抗震设计是要考虑到建筑本身的结构特点以及当地的抗震需求，针对建筑抗震能力完成结构设计、空间设计和平面设计等，保证建筑物的稳固性，也为人民生命财产安全提供可靠的保障。

一、抗震结构设计需要遵循的原则

整体设计原则。抗震结构设计需要保证从建筑的整体进行考虑，例如，在高层建筑结构要保证地板的完整性，在一定程度上可以使结构可以收集和传递惯性，相当于在水平上进行分区，实现垂直倒立结构具有的功能。在抗震结构设计中要保证各个子结构的抗震性能，才能使整体抗震性能得以实现。（2）结构清晰原则。在建筑抗震设计中涉及到地震力的传递路径，只有在设计的时候遵循结构清晰原则，才能对结构模型的位移情况、内力和薄弱环节进行数据分析和清楚的计算，采取相应的预防措施，保证了建筑结构设计效率。（3）使刚度与抗震能力相适应。建筑物遇到地震时对结构的刚度和抗震能力具有双重考验。在进行结构设计时首先要考虑结构的刚度可以抵御来自所有方向的震动，控制结构的变形和平衡度，降低地震对建筑物的损坏。充足的刚度和完好的抗震能力是一般建筑物的结构需要必备的基本功能，尤其是高层建筑。（4）结构的规则性与均匀性。建筑的布局分为垂直和纵向，在结构设计重要保证与抗侧移刚度一致，使轴承在抗侧移的过程中刚度不会突然发生改变，尤其是在设计垂直结构的建筑布局时，由于建筑基础较为薄弱，要保证建筑的结构设计符合抗侧移刚度的要求。

二、建筑抗震设计中的问题

1、结构体系与材料方面的缺陷

建筑物所用的材料和结构体系是人们逐渐开始重视的问题，它们的正确选择对于地震多发区有着重要的意义。目前，我国的建筑结构主要以钢筋混凝土为主，所以在变形控制的过程中要充分考虑钢筋混凝土的位移限制。但刚框架系统工作也很难改善较大的变形侧移度。这种情况不仅不利于提高抗震效果，而且也会加大钢结构的荷载力。从整个结构体系来考虑，结构转换层的设置非常的重要，对加强层和转换层强度的刚度强化，在一定程度上会造成刚度的突出，从而增加相邻柱构件间的剪力，所以我们要谨慎的选择结构模式，避免负面作用的产生。

2、建筑位置不合理

随着城市的发展，农村人口陆续涌入城市，城市用地不断扩张的同时，可用土地面积不断减少。开发商在选择建筑位置的时候，更多的是考虑所见建筑物的商业价值。尤其是对于高层建筑的选择，应该选择具有平坦性和开阔性的位置，而且应避开软弱土层，土体应坚实，应避开容易发生滑坡、泥石流、地陷等山体自然灾害区段，或者地震活跃段以及变电站、火电厂等危险场所。

3、部分建筑物高度超限

针对钢筋混凝土结构的建筑物，我国有明确的高度限制，但是部分开发商为了追求利润，并没有严格执行这一规定，超高建筑仍然存在。一旦发生地震，这些不符合规定的建筑就会缺乏抵抗力，强烈地震后会产生变形，大大削减其抗震能力，在之后的使用过程中，刚度等力学特征会发生变化，需要通过重新检测，确定其力学特征值。

三、提高建筑结构抗震的有效策略

1、恰当的建筑场地

建筑的抗震性能是根据一定的标准来进行评价的。当建筑环境存在较大的发生严重地震灾害的潜在威胁时，建筑的抗震性能也应当有所提高。根据抗震性能的评价结果，需要对建筑进行一定的抗震预防。建筑物的抗震预防等级主要可以分为四个级别，依次是甲乙丙丁四级。甲级是抗震预防措施最为严格的，主要应用于有严重地震灾害发生过的地区。在工民建的建设中，选择正确的施工场地能够有效的提高建筑的抗震性能，确保建筑的安全性和稳定性。当建筑在土质较为疏松、地震频发的地区进行建设时，应当适当提高防震性能的设置，防止建筑出现沉降、倾斜等现象，影响住户及相关人员的生命财产安全。

2、非结构构件设计

建筑结构设计中的非结构构件主要是依附在主体结构上，在设计的过程中对于女儿墙、内隔墙、围护墙、填充墙这些非结构构件的设计要更加关注，加强这些部分的结构设计，可显著提高建筑抗震性。在设计雨篷、女儿墙这些附属构件时要从整体角度考虑，做好连接和锚固工作。例如填充墙的局部高度可能就会造成主体结构的短柱出现脆性破坏。填充墙、内隔墙和围护墙设计中还要减少主体结构的自震周期，对其刚度分布予以改变，使构件在地震作用下的内力分布得到有效改变，缓解其受力状态。而对于建筑结构中的顶棚、贴面、建筑装饰以及悬吊物部分，则需要综合性的采用柔性连接和刚性连接的双重手段，防止这些构件在地震中发生破坏和脱落。

3、优化抗震性能，布设抗震构造

对建筑结构抗震性能进行设计要从现有的抗震设防以及设计方法出发，在性能化抗震设计中要对建筑物基本应用功能、设防烈度、结构类型、延性变形力等要素进行分析，对结构基本应用性能进行精确化判断。与常见抗震设计相比，抗震性能设计具有良好的灵活性与针对性。如结合工程项目实际建设要求，对整体结构以及关键部门采取相应优化控制措施实现预期抗震性能要求。对于复杂程度较高的不规则建筑，要合理设置抗侧力结构构件与竖向构件性能目标，提升多个部位抗震安全性，满足震级较大地震的性能目标。在建筑结构设计中，完善抗震构造措施是一项重要内容。主要是为了全面提升各类构件完整性，对结构和构件变形能力进行控制，强化结构对地震发生时的能量消耗，能够保障建筑物稳定不倒。

4、选用延展性和强度较好的材料

抗震结构设计中会涉及到对建筑材料的选用，抗震性能的实现不仅依赖于结构的合理性，还要保证建筑的质量。抗震结构设计与建筑的设防烈度、房屋高度、地基、基础、材料密不可分，选用的结构材料要具有较好的延性和强度，同时要满足均质性标准，在构件连接方面要具有连续性。通过这些方面也可以反向检验建筑的抗震性能是否达标。

结束语：

伴随着经济的发展，我国会更加重视建筑工程的高层防震建设。未来，建筑的发展是我国发展中非常重要的发展方向。我国对于建筑的防震性问题的重视和解决有利于从很本上保护我国人民的根本利益。注重建筑的防震性，可以最大限度的提高高层建筑的安全度，建筑是一个城市发展的根本，它与我们每一个人都息息相关，减少建筑中的现有问题，可有效的提高整个建筑的防震性。

参考文献：

[1]李志刚.建筑结构设计中的抗震设计[J].科技创新与应用，2012（3）：177.

[2]宁华.高层混凝土建筑抗震结构设计探究[J].建材与装饰，2017（30）：125-126.