建筑结构设计中的抗震结构设计理念

建筑结构设计中的抗震结构设计理念

张治州

信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司天津分公司 天津市  300000

摘要：地震会给建筑工程带来毁灭性的破坏，威胁人们的生命财产安全。抗震结构设计理念随着地震的多发也得到了不断的完善。抗震结构设计理念为建筑工程的施工和抗震功能的实现提供了重要依据。只有从多方面进行考量，完善现有设计中的不足，健全抗震设计体系，才能保证建筑工程的安全和可靠性。本文分析了抗震理念的基本原则以及抗震理念在高层建筑设计中的体现。

　　关键词：建筑结构；抗震结构设计；理念

　　高层建筑物的抗震性能十分重要，良好的抗震性能才能保证建筑结构的稳定和安全。本文根据建筑物抗震结构设计相关规范，分析了抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用。结果证明，运用抗震概念设计，能够对建筑物的抗震性能进行保证。通过概念设计，可以对建筑物的抗震性能、使用功能以及艺术性等进行综合考虑。从而设计和建造稳固、安全、美观、经济适用的高层建筑，促进建筑行业以及现代城市的发展。

1 建筑抗震概念设计概述
　　运用概念设计方法，对高层建筑结构和布局进行设计，能够使建筑物达到很好的抗震功效，从而保障居民的生命财产安全。“概念设计”理论是理论设计同试验研究的结合，概念设计思想中融入了大量的工程实际经验，从而形成了概念设计的基本原则，根据这些基本原则来进行建筑结构设计以及整体布局构建。随着高层建筑物数量的增加，高层建筑在各地慢慢普及。地震灾害引起的高层建筑物损毁而造成的惨痛代价，使人们越来越认识到高层建筑抗震功能的重要性。对于高层建筑物抗震结构设计，经过国内外相关研究发现，在高层建筑物设计阶段中，借助结构概念设计方法，能够很好的保证建筑物的抗震性能。在高层建筑物的抗震概念设计中，通过对历史上各种地震灾害进行分析和模拟试验，可以对建筑物结构的抗震性能进行定性和定量分析。然后结合国内外一些高层建筑抗震设计优秀经验，来确定建筑物的结构设计方案。因此，利用抗震概念设计方法来进行高层建筑结构设计，可以解决结构设计中最基础、最关键的问题，保证建筑结构的整体性和稳定性。进行建筑物抗震概念设计时，需要摆脱只依靠计算的传统结构设计误区，从结构设计的规则性和整体性出发。
　2抗震结构设计的作用
　　建筑工程抗震结构设计主要有如下作用：首先，可以保证建筑物在遇到常规性地震，在本地区规定的设防烈度范围之内可以保护建筑物完好无损，可以继续正常使用；其次，保证建筑物在遇到强度较大的地震时，造成的损坏经过修整可以保证人们的生命财产安全不受到损失；最后，保證建筑物在遇到罕见烈度极大的地震时，建筑物不至于坍塌。
　3抗震结构设计需要遵循的原则
　　抗震结构设计中运用的构件对承载力、刚度、稳定性和延性等方面有更严格的要求。针对结构构件较为薄弱的环节要采取抗震力更高的有关措施，避免使用竖向荷载力承载构件。此外，抗震结构体系需要延性较好的结构构件进行连接，例如，在框筒结构的抗震设计中可以将框架和剪力墙进行整合应用。多道防线设计也是必不可少的，可以避免首次破坏后造成建筑物的余震损坏情况发生，不同的防线可以实现延性和刚度的有机统一，将地震产生的能量被耗散掉，保证建筑结构的抗震效果。由于抗震结构中构件的强弱不同，因此需要使抗测力构建在主耗能构建防线被破坏之后可以进行弹性适应，防止结构倒塌和进一步损坏。具体来说，抗震结构设计的原则如下：
　3.1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。
　3.2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。
3.3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。
　　3.4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。
　　4高层建筑结构抗震概念设计基本原则
　　4.1高层建筑结构规则、对称分布

如果高层建筑的整体结构设计不均匀、不规则容易影响建筑物抗震效果。尤其是高层建筑的体形较高，整体结构与低层建筑不同，需要依据平面形状规则对均匀性和对称性进行严格把控，合理设计建筑物的纵横比，降低建筑物的扭转。建筑物在进行结构设计要综合考量建筑物的刚度及质量，使承载力均匀、对称分布，使建筑形成中心之间的刚度。在结构设计确认之前要综合考虑建筑物的场地，使基础形式满足设计和场地的双重要求。高层建筑物有地下室，如果在地基质地较软的位置可以采用桩基或筏板基础；如果岩层高低情况不一，要选择桩基。

　4.2通过刚度设计实现高层建筑的抗震性能

高层建筑的抗震设计需要保证建筑主体的主轴可以承受来自各个方向的破坏力，因此其刚性设计要满足抗震性能的需要，尤其是抗扭转刚度和抗扭转能力方面要进行着重考量，防止地震后结构发生变化造成地震力，影响整个结构的稳定性。
　4.3运用计算机科学设计建筑力学模型

可以通过计算机进行高层建筑结构的抗震数据计算，使设计结构符合建筑物的实际情况。计算机可以分析荷载作用下建筑结构发生的变化，绘制出建筑物的图纸，以便于构建科学合理的建筑力学模型模拟分析建筑物的抗震性能是否达标。
　4.4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。
　5结束语
　　综上所述，建筑结构的抗震设计要具体问题具体分析，综合考虑所在地区的地质特点和施工环境、经济、技术等因素，保证抗震结构的设计满足抗震性能的要求，最大程度上的保证抗震的实际使用效果。可以运用计算机进行技术辅助，保证数据和计算的可靠性，同时要选择延性和强度较好的材料。
　　参考文献：
　　[1]崔英杰.建筑结构抗震设计理念与方法[J].四川水泥，2016（11）：52.
　　[2]马玲梅.建筑结构抗震设计理念与方法[J].城市建筑，2016（35）：66.
　　[3]郑雪.建筑结构抗震设计理念与方法[J].四川建材，2016，42（02）：60-62.

[4]张乐.抗震理念在民用建筑结构设计中的应用[J].住宅与房地产，2018（15）：86.
　　[5]魏芬洋.建筑结构设计中的抗震设计理念分析[J].建材与装饰，2017（48）：120～121.