淺析建筑抗震結構設計的優化

孫元明

（滁州全椒縣皖東規劃建筑勘察設計研究院）

淺析建筑抗震結構設計的優化

孫元明

（滁州全椒縣皖東規劃建筑勘察設計研究院）

本文通過文獻研究及定性分析和定量分析相結合的研究方法，針對我國建筑行業中存在的不能很好地應對地震抗震的問題，通過整體全面的分析，對比分析一些國外的先進做法，結合我國實際狀況，總結并提出了我國在建筑行業抗震方面所存在問題的原因，并從建筑結構抗震設計、建筑結構平面、建筑結構靜力分析方法、建筑結構構造措施、獨立基礎設計荷載取值和室層數輸入這幾個大的方面的優化進行了分析，提出了我國在建筑抗震結構優化方面的實用對策，為我國建筑事業的發展及優化做出詳細周密的部署與計劃。

建筑；抗震結構；優化

在我國建筑事業迅速發展的背景下，其內部的建筑結構在一定程度上也得到了相應的完善，然而我國在抗震結構的設計方面所做的工作具有一些先天性的不足，綜合我國當前的抗震結構的設計狀況來看，存在的大大小小的問題對我國國民經濟的發展已經帶來了嚴重的影響。因此，為促進我國建筑行業的發展，保證人民的生命財產安全以及國民經濟的發展，我國必須實現建筑中抗震結構有設計的深度優化。隨著我國發展的日益現代化，科學技術在我們的日常生活中無處不在滲透著，同樣，在建筑行業中也是必不可少的。由于建筑與人們的生命財產安全息息相關，由于建筑的這樣一個特點再加上地震破壞的機理又總是讓人捉摸不透，比較復雜，因此，做好建筑中的減震優化設計是非常重要的。下面我們將從建筑結構的抗震設計、建筑結構平面、建筑結構靜力分析方法、建筑結構構造措施、獨立基礎設計荷載取值以及室層數輸入這六個方面來進行探討建筑抗震結構設計的優化。

1 建筑結構中抗震結構的設計優化問題

在建筑抗震結構的設計過程中，設計多條抗震的防線是一個非常明智的選擇。因為在這種情況下，可以保證抗震系統運行過程中由其它多個運行系統相互協調分工運行活動特點的正常工作。一般意義上來講，一次強烈的地震發生過后，隨之而來的是一系列的小的余震，在這種背景下，建筑工作人員在進行建筑作業時，積極主動地建立起一些系列的分布緩和區域，從而增強抗震的結構體系的內外部的最大冗余度，這樣，一些耗費高能的部件就有了相應的剛度與延展性，在遇到強大的地震過后，這些結構能夠很好地吸納掉重大量度的能量。因而為避免在遇到強烈的地震時發生建筑倒塌現象而使得抗震結構的抗震的性能是非常有必要的。除此之外，在抗震結構的設計過程中，要注意平衡各個部分間的抗震性能的優化，不能局部的對某一個部件進行特殊抗震優化，因為在一個部分結構抗震性能較為強大時，其它的部分便顯得相對薄弱，這對整個抗震結構來講其影響是非常不利的。

2 建筑結構中的平面優化的問題

在建筑的結構設計的過程中，平面的設計具有具足輕重的作用，平面設計若是未達到規范標準，那么建筑在建造的過程中其結構有可能會發生扭轉的現象，這對于整個建筑來講是非常不利的，它不僅直接影響到建筑外觀的美感，而且有可能會隱藏著一些危及人們生命財產安全的隱患，因此這種現象必須杜絕。在平面設計的過程中，為使建筑的結構達到平衡，建議設計人員通常情況下都要采用具有豎直對稱軸的圖形進行平衡設計，這樣在一定程度上可以避免建筑設計的不對稱的情況。在某些特殊情況下，若一定要采用不對稱的平面圖形設計，那么則要控制好它的突出點或其他一些容易造成不平衡建筑結構的情況發生的隱患。這樣，做好建筑結構中平面的設計的優化工作，在某種程度上為抗震結構設計的優化做出了一定的貢獻。

3 建筑結構中的靜力的研究方法的問題

在建筑結構研究過程中，它的分析方法是多種多樣的，而靜力的研究方法則是其中的一項。一般來講，建筑結構分析過程中平面結構的協同與空間桿系的方法是通常采用的計算方法，但是這些方法在實際的操作過程中往往也存在一些弊端，因為一些比例很小的部分比如說墻體連梁，倘若將它們也模擬成空間桿的模型，那么計算的誤差往往會非常大，這樣自然而然的就導致了計算結果的極度不合理。因此，在這種背景下，借助一些輔助的方法來進行協同運行是非常有必要的，而有限元法則是首選。

4 建筑結構的構造的方式問題

通常意義上來講，在建筑結構的構造優化方面有梁柱的箍筋間距的優化和強柱與弱梁的優化。在梁柱的箍筋結構的優化中，建筑工程根據抗震等級的規定對間距的最大或最小限度來進行操作，然而，在實際的操作過程中，所流出來的空間間距往往不能滿足系統內的實際需要，因此，好需要實際操作中的加密行為。而在加密的過程中要注意箍筋的加密范圍來保證其誤差降到最低甚至為零，這是相對來說比較有效的一個解決方法。在強柱弱梁結構的優化中，實際操作往往使得柱子的橫截面過于小，與此同時，梁的橫截面反而就比較大，在這種設計中，一旦遇到強烈的地震，這些結構往往由于地震能量超過它的最大承載能力而支撐不住，導致建筑物的坍塌，因此，在建筑物結構的設計過程中一定要慎重，杜絕類似坍塌情況的發生。

5 建筑結構中獨立的設計荷載的取值問題

在建筑進行荷載設計的過程中，要注意到風荷載對房子的基礎設計的影響。當進行整個建筑結構的各個部分的框架整體計算中，一定要將風荷載輸入其中，不能由于在地震發生時，在他之外的一般的建筑的風荷載不能起到一定的控制作用而不進行其風荷載的輸入，這將給整個建筑的結構造成巨大的影響。因此來講，必須將建筑的風荷載輸入到建筑的結構構建的過程設計中。除此之外，建筑結構在進行獨立基礎的設計過程中，要注意將剪力設計值輸入其中，因為在此過程中，如果只是簡單地將軸力的設計值與彎矩設計值加入其中，或者是僅僅將軸力的設計值加入其中，而忽略了剪力設計值，那么它們的結果往往是使得獨立基礎的設計值比實際只要偏小，對建筑的基礎結構以及上部建筑的結構將會產生非常嚴重的影響。

6 建筑結構中樓層數目的輸入的問題

在建筑結構設計的過程中，對于計算地基以及基礎底板的豎直方向的荷載的形成可以一次性的完成。與此同時，在進行抗震計算的時候，對于框架的柱子的底部的橫截面積的彎矩的設計值，程序會進行自動的與最大系數相乘這一過程，除此之外，要對房屋的鑲嵌的結構固定位置進行準確的判定與調整，對房屋的側移的剛度進行相應的分析比較是相對明智的一種方式。通過這種方法，工作人員可以很明了的采用相關的應對措施對于材料版面的長度寬度以及厚度進行相應的控制，保證其在實際操作中能保證建筑抗震安全的范圍之內。對于這樣一種方法，在建筑抗震結構的設計中起到了良好的基礎保障性的作用。

7 結語

在我國經濟社會迅速現代化的今天，人們的生活水平日益提高，科學技術的水平也在日益壯大。因而這些高科技的元素很容易被滲透到人們對生活質量要求日趨精致的切身用品中，而建筑在關乎人民日常生活及人民怯生安全的特點下，躋身其中自然不在話下。而在建筑迅速發展的背景下，建筑的抗震結構設計在一定程度上也得到了相應的完善。然而我國在這方面所做的工作具有一些先天性的不足，對我國國民經濟的發展帶來了阻礙。一個安全高效的抗震建筑能夠保證在地震發生的情況下，人們的財產及人身安全得到應有的保障；而如果沒有這樣一個安全、科學、高效的抗震技術，那么，當地震發生時，人們就不得不承受巨大的損失，嚴重時甚至危及到自身的生命。因此，對我國在建筑抗震結構的過程給予高度重視，并對此進行給予相應的政策支持，并不斷地完善與健全相應的制度勢在必行。

[1]羅選求，淺析高層建筑抗震結構設計現狀與優化方法[J].新材料新裝飾，2014.

[2]黎虎.淺析高層建筑結構抗震優化設計[J].中國科技博覽，2013.

[3]王紅麗，王英.淺析高層住宅結構抗震優化研究[J].建筑知識學術刊，2012.

TU318

A

1673-0038（2015）35-0035-02

2015-8-12

孫元明（1986-），男，工程師，主要從事建筑結構設計類工作。