建筑结构设计中的抗震结构设计

建筑结构设计中的抗震结构设计

贾培基

中铁上海设计院集团有限公司天津分院 天津  300100

摘要：近年来，随着人们生活水平提高，对房屋要求不断提高。目前，地震是地球上较为常见的地质灾害，所以抗震设计是建筑工程结构体系中十分重要的一个环节，通过合理的设计提升抗震的等级，能够更加有效地提升建筑物的稳定性和安全性。目前我国建设设计在抗震问题上取得了一定的成绩，但是在具体运用的过程中还有一些细节有待改进，需要建筑结构的设计者提出更科学合理的方案。

关键词：建筑工程；建筑结构；抗震设计

引言

抗震结构设计已经成为目前建筑结构设计中较为重要的组成部分，并关系到建筑工程的质量及人员的安全。尤其在一些地震多发地区内，更要提升抗震结构的设计水平，保障建筑的安全性。

1现代建筑结构抗震设计的相关概述

随着人们对现代建筑的要求越来越高，必须改变现代建筑的结构布局，设计合理的抗震结构图纸，根据建设场地的实际情况，有针对性地增加可以抵抗地震灾害的抗震构造。此外，由于不同类型工程项目的建设需求、空间用途、建筑材料以及使用性能存在较大差异，周边环境和自然条件很可能会影响施工质量以及施工效率。所以，在现代建筑抗震结构设计的规划过程中，设计单位必须综合考虑工程项目的实际功能需求与施工可行性，全面考察施工现场周边各种影响项目进展的因素，不断提高现代建筑结构的抗震能力、抗灾能力、多元化用途以及建筑工程施工质量，切实提升我国人民群众生活的幸福指数。

为了更好地防范地震灾害事故及水涝灾害的剧烈冲击，现代建筑结构采用抗震设计时，必须坚持“因地制宜”的原则，依据建筑工程抗震设防分类标准，建筑工程可以分为特殊设防类、标准设防类、重点设防类以及适度设防类等，根据不同的工程功能要求、房屋的高度、地震发生频率、抗震设防类别、烈度以及结构类型等要求，确定不同结构抗震等级下的结构抗震构造，不断提高抗震设计的适用性、针对性和科学性。通过建立延性、刚性良好的抗震系统，在现代建筑结构中采用多样化的抗震防线，不断提升现代建筑结构抗震设计的稳定性能与冗余度，减少重大地震灾害对建筑工程项目的损害。

2建筑抗震结构设计中需要严格遵守的设计原则

2.1整体性原则

在抗震结构设计中，设计人员应从整体性角度实行综合分析与考量，综合思考建筑要求，合理规划建筑结构布局，以此来完善设计内容，优化建筑结构抗震性能，减少问题的产生。同时要注重前期试验，确定不同等级结构在地震灾害中产生的变化特征，合理选择材料种类，增强结构抗震性。此外，在设计过程中，需考虑到力传导性特点，避免应力集中在某一点致使局部破损，影响建筑结构质量，威胁建筑安全性。抗震结构设计中涉及的子结构种类较多，若想增强抗震效果，需要开展构件及细节的优化与处理，提高建筑安全等级。

2.2建筑结构合理性原则

建筑物自身能够对一部分刚度较差的梁体结构起到稳定支撑的作用，一些需要承受竖向荷载的构件不能转变为耗能构件，这是因为竖向结构十分脆弱，容易产生受力不均匀的情况，当发生地震时，部分位置容易坍塌。

①结构的平面宜简单、规则，当结构考虑偶然偏心的扭转位移比大于1.2时，应计算双向水平地震作用下的扭转影响。但设计人员应注意，单向地震应考虑偶然偏心的影响，而双向地震与偶然偏心不同时考虑，且单向、双向地震都要考虑扭转耦联的影响。②结构的竖向体型宜规则、均匀，当结构出现薄弱层时，楼层地震剪力作用标准值应乘以1.25的放大系数，该系数是保证大震下薄弱层的安全性，并不影响小震下的作用计算。该1.25的系数并不能过大，会导致薄弱层移动到其他楼层。③时程分析重在寻找结构的规律性问题，如发现薄弱层位置，并不具备配筋设计的能力。弹塑性分析相较于完全弹性分析可以反映出薄弱层，时程分析相较于反应谱分析可以反应出薄弱层。

2.3适用性原则

“小震不坏，中震能修，大震不倒”是我国建筑工程结构设计的基本要求，结合不同地区的地质特点和建筑物高度类型等基本要素，在尽量降低成本的基础上强化抗震效果。对于板块交接、地震频发的地区，在建筑物设计的过程中应该尽可能设置抗震的多道防线。例如，利用框架剪力墙结构在地震发生时作为抗震的第一道防线。因为剪力墙的侧向有较强的刚度，能够对建筑起到最大的保护，框架结构在剪力墙的基础上能够削弱地震对建筑结构的影响，起到“卸力”的效果。

3加强现代建筑结构抗震设计的具体对策

3.1做好建筑施工的各项基础工作

在进行建筑工程结构抗震设计规划过程中，建设单位需综合评估工程施工区域的地面运动与地质条件，做好各项基础工作。合理布局建筑工程项目的施工场所，加强对不稳定因素的监督与管控力度，采取有效的措施保持建筑工程结构在水平面方向的稳定性与承载能力。以增强建筑工程项目的安全性为目标，全面控制建筑工程结构抗震设计各个阶段的工程造价与资金预算。通过引进先进的设备和高质量技术人才，优化建筑工程结构的构造流程，在保证施工安全的同时，不断提升建筑工程项目对地震灾害的应对能力，进而有效保障人们的人身财产安全。

3.2合理选择建筑位置及构造体系

设计人员应全面分析我国实际的地震灾害情况。通过分析可知，如果建筑物的位置不同，那么建筑物所承受的地震作用力也会存在差异，最主要的原因是建筑物所在区域的地质条件不同。为了解决这些问题，在建筑项目选址时，设计人员必须充分考虑以下两个方面的内容：①项目建设区域内部的地质环境应具有较强的抗震能力，为保证建筑物的安全性打下良好基础；②在选址时，设计人员应最大限度地避免选址周围存在危险性较高的建筑物，例如一些石油存储建筑、变电站、化工厂等，选址与这些建筑物必须保持一定的安全距离。

此外，在建筑物的抗震规划中，设计人员应该对部分构件与整体构件之间的关系进行适当调整，有效避免因局部问题而对建筑的稳定性与承载力造成影响。在规划时，规划人员要在合理范围内，保证结构具有一定的变形空间，并且在内力分配性能与赘余度方面进行合理控制。当有效控制这些环节后，一旦发生一般地震，哪怕部分构件出现问题，剩余的构件依然可以发挥抗震作用。在规划建筑物的结构体系时，规划人员必须合理控制结构的强度与刚韧度，更要重视框架结构的各个节点的稳固性，增加底层柱的支撑强度，保证塑性能够符合实际抗震要求。

3.3建筑材料的选择

建筑材料的选择对抗震效果有着决定性的影响。一些位于地震带附近的国家为了保证建筑的抗震效果会选择更加优质的建筑材料，并且会鼓励建筑设计者创新和研发新的建筑材料来对抗地震灾害，从而保护居民。通过对建筑抗震效果的调查可以看出，砖瓦类型的建筑抗震效果较差，所以采用砖瓦结构的建筑越来越少，而采用箱体式结构类型能够提升建筑的抗震效果，其应用范围在不断扩大。结合目前建筑行业的发展，防震材料的应用已经有了较好的思路，既能够满足建筑抗震的数据需求，还能够兼顾建筑方的适用性和经济性。在传统的防震设计中，在建筑物的底部铺设粘土和砂石用来吸收地震发生时所产生的能量。现代防震设计的理念在原有的基础上进行了较大程度的升级，借助沥青材料对建筑的基底加以改造，既能够保证抗震效果，也能够增强建筑物日常使用的稳定性。

结语

综上所述，在城市化飞速发展的今天，国家对建筑行业的发展极为重视，建筑类型存在较大的差异，具备的性能也存在不同，所以从抗震的角度出发应该结合不同的类型和地质条件来设定不同的标准。基于不同区域的地震频率和等级，在建筑设计的过程中有效地开展抗震设计的工作，不仅需要考虑建筑所在地的地质结构，还需要考虑建筑材料的选择和因地制宜的优化抗震方案。

参考文献

[1]翟晶晶.建筑工程结构设计中抗震问题的分析[J].城市建筑，2021（5）：116-118.

[2]王会荣,张宏春,王芍丹.高层混凝土建筑的抗震结构设计研究[J].工程技术研究,2020,5(18).