關于建筑抗震結構的設計優化研究

摘 要：近年來，隨著經濟的不斷發展，我國的建筑行業得到了空前進步，并且已經成為了我國國民經濟的支柱型產業。但是，隨著人們生活水平的提高，其對建筑的安全性要求越來越高，對其抗震功能以及結構設計也有了更高的要求。鑒于此，本文簡單介紹了建筑抗震結構設計原則，以及建筑抗震結構設計注意事項，在此基礎上，對建筑結構抗震的設計優化進行了重點研究，以期進一步提高我國建筑物抗震結構設計的水平以及合理性、有效性，為建筑物的使用安全以及人們的生命財產安全提供保障。

關鍵詞：抗震結構 設計優化 設計原則

前言

隨著建筑工程的不斷發展，目前建筑抗震結構設計的優化已經成為了社會的焦點問題。在我國部分地區，地震發生的頻率以及強度都比較高，對人們的生命財產安全有著極大的威脅，這種情況下，我國建筑物抗震結構的設計工作面臨著更高的挑戰。為了進一步提高建筑的抗震性能，為廣大人民群眾的日常生活提供安全保障，必須對建筑抗震結構的設計進行優化。

一、建筑抗震結構設計原則

（一）關于結構的規則性

設計建筑的抗震結構時，首先要對其該建筑的抗震需求進行了解與掌握，在此基礎上，對建筑的平面及其使用功能進行優化，同時對建筑的布局進行調整，使其更加合理。而對于高層建筑而言，剛度是首要因素，只有確保高層建筑擁有較強的剛度，才能最大程度的減小結構扭轉所帶來的影響[1]。同時，保證平面的均勻性與對稱性是對建筑最基本的要求。因此，建筑柱網剪力墻的布局必須合理。除此之外，在設計建筑抗震結構時，要最大程度的確保建筑物垂直重力荷載受力的均勻性，進而滿足其剛度要求，保證其具有比較簡單的體型。

（二）關于層間的位移限制

在設計建筑抗震結構時，要綜合分析建筑物的結構材料、裝修規范、側向荷載、結構體系、位移的限制以及高比寬等一些問題。其中，最重要的便是對鋼筋混凝土結構的位移限制。同時，還要對建筑物的地理位置進行合理規劃，保證其功能的正常發揮以及自身的穩定性。需要注意的是，由于風力或者地震等自然因素的影響，建筑物會發生不同程度的層間位移。因此，在設計建筑物的抗震結構時，既要滿足其在剛度方面的要求，同時還要避免超過其額定的承載力。

二、建筑抗震結構設計注意事項

（一）注意確定基本設計信息

在設計建筑的抗震結構時，首先要對基本的設計信息進行確認，并通過建筑物的類別以及防烈度等對其抗震等級進行明確[2]。需要注意的是，一般情況下高層建筑物都是丙類建筑，這類建筑不需要對其防烈度進行調整，而對于甲類以及乙類建筑便需要嚴格按照相關標準對其防烈度進行調整。

（二）正確選擇設計參數以及設計概念

概念設計是建筑物設計的重要內容，在建筑抗震結構設計過程中，理應設計多條抗震防線。同時，對建筑物的最大高度進行合理控制，確保建筑物的結構具有較高的延性。而在布置剪力墻時，必須保證其對稱性與均勻性。除此之外，還要盡可能的減小墻體開洞，若必須要開洞，則一定要保證洞口對其，切記不可隨意在墻體上開洞。

三、建筑結構抗震設計的優化研究

（一）加強建筑結構的概念設計

建筑結構的設計概念從感性認知發展到了理性認識，人們在這一階段過程當中對建筑物的結構構造形成了更為客觀的認知。在建筑結構構造的設計過程當中，設計師需要深諳建筑構造相關的理論以及概念，只有在完善的理論系統的支撐下，才能保證建筑構造的安全規范[3]。并且建筑構造抵抗地震的結構設計需要進行精密的推算，需要設計人員對全局實行統籌規劃，并利用自身深厚的建筑理念與結構抗震意識來升華整體的建筑抗震性能，才能有效的保證建筑構造的安全以及穩定。

（二）加強建筑抗震設計理念

建筑物不但要承受自身的垂直重量荷載，在地震發生時還會經受地震的沖擊與側風向負載作用力。建筑物中不同高度具有不同的沖擊強度，在設計建筑結構的過程當中，需要極力規避這種現象的發生。我國現有的建筑結構設計規范種需要將抗震分為兩個階段進行實施，第一個設計階段中，需要對地震參數進行充分利用，對建筑在彈性情況下產生的反映進行分析計算；第二個設計過程中，需要利用地震參數對建筑物較為薄弱的結構部位進行計算，并根據計算結果對薄弱構造進行側行位移與轉角位移，并保證設計控制在一定的固定范圍之內進行。

（三）合理選擇建筑結構體系

建筑結構體系的優化設計首先要保證建筑物有適當的剛度，以此來抵抗地震對建筑造成的損傷，建筑結構剛度的主體側抗力要滿足整體穩定、水平位移與強度延伸的有關特征。鋼筋砼結構在設計過程中要依據“強柱弱梁”的原則進行設計，對柱面尺寸進行合理選擇，注意柱的軸壓比與構造配筋的要求，確保具有足夠的延伸與承載力。

在建筑結構設計中還需要添加冗余度設計，冗余度的設計可以有效的保證建筑結構在失去局部連接的狀態下仍然具有強大的荷載力。同時還要為建筑結構設置抗震防線，保證發生地震的時候，多數構件逐漸形成屈服，形成多道抗戰防線。同時，建筑荷載力的傳力途徑是十分必要的，通過水平荷載傳力的設置與垂直荷載傳力的設置來保證建筑構造的穩定安全。

（四）注重建筑場地的選擇

建筑場地選擇對于建筑結構具有至關重要的作用。因此，在建筑場地選擇過程當中，設計師需要根據綜合性、全方位、多層次的角度進行考量，來合理的規劃建筑物的選址地點[4]。建筑物的選址位置的首選為開闊平坦、穩定的中硬度的巖石基地。也要最大化的規避半挖半填的地段。對于建筑物無法規避的地質條件中，需要做好地基的加固工作。例如，可以使用樁基、地基強化上部結構來應對具有軟弱性質與半挖半填的地基。

（五）重視建筑平面與立面的布置

建筑物進行平面與立面的布置過程當中，需要根據對稱原則進行操作，因為只有建筑結構保持對稱的狀態才能有效的抵抗地震作用力，并正常承載自身的垂直重力，提升建筑物的穩定性能[5]。建筑結構的主體側抗力是體現建筑規則性的重要因素，在實際過程中，需要注意建筑構造主測抗力在豎向方位上的分布，要確保主軸方向上產生的變形與剛度相近；要避免平面主測抗力中的某個部位出現延伸大但是剛度差的特征；主體測抗力進行平面布置需要保證核心與周圍構造的剛度相互協調。

結語

房屋建筑結構設計中融入抗震設計理念與措施對于維護我國人民的生命安危具有重要的作用。為了保證我國建筑結構的抗震設計得到質的發展，需要立足于我國的地震的特征，并加強房屋抗震結構設計的有關理論與概念，合理布置房屋建造位置，并提高對房屋平面以及立面布置的重視程度，同時結合國內外的建筑結構設計方案，總結與提升我國的建筑結構設計優化方案，提升我國的房屋質量與抗震性能。

參考文獻

[1]姜桂榮.淺析高層建筑抗震結構設計現狀與優化方法[J].科技經濟市場，2015，06：208.

[2]萬磊，趙冰.淺析建筑抗震結構設計的優化[J].江西建材，2015，22：41-42.

[3]向志軍.關于高層混凝土建筑抗震結構設計探索和構架[A].《決策與信息》雜志社、北京大學經濟管理學院.“決策論壇——管理決策模式應用與分析學術研討會”論文集（下）[C].《決策與信息》雜志社、北京大學經濟管理學院：，2016：1.

[4]于建勛.高層住宅建筑結構的抗震優化設計探討[J].建筑知識，，：1.

[5]馬倩.關于建筑抗震結構設計的優化策略探討[J].四川水泥，2016，08：56.

作者簡介

劉彥偉，1990-06，男，滿族，助理工程師，學歷：全日制專科，自考本科。研究方向：建筑抗震防災方向，所在省市：河北省秦皇島市，單位：秦皇島市人民政府抗震防災辦公室。