抗震概念設計在建筑結構設計中的應用

文/尹義文 山東濟南 250000

對于高層建筑結構設計，要遵守抗震設計規范，從抗震概念設計應用入手，結合工程實際情況，提出定量控制要求。值得注意的是，開展高層建筑結構抗震設計，要在概念清晰且技術可靠的基礎上，合理的設計建筑結構，以確保建筑的抗震性能。通常情況下，高層建筑結構抗震設計，需要從概念設計、抗震計算、抗震措施等方面加以把控，以確保設計的合理性。

1、抗震概念設計的應用原則

地震是一種突然間的地殼運動，很容易對建筑物產生影響，有時會發生位移甚至會破壞建筑結構致使建筑物坍塌，復雜性、不可預見性、不確定性及其危害性是其最大的特點，據統計全球每年7級以上地震發生次數超過20次，6級以上地震超過100次，上海作為我國重要的發達城市集聚了眾多人口，據歷史記載在過去的300多年時間里最大的一次地震只有4.8級，但當地建筑行業在進行建筑工程結構設計時仍積極進行防震處理，以期為民眾提供一個安全舒適的生活環境。在進行地震概念設計時需要根據建筑地的實際情況建筑物的結構特點選擇最佳的方位，選擇適宜的建材，當前建筑結構越發復雜，在實際施工時涉及多種原材料，根據結構與材料性能設置抗震防線，保證建筑結構的連貫性，提高其抗震性能及延展性，在進行抗震設計前一定要組織專業設計人員和施工人員根據實地考察的情況設計切實可行的方案，對于工程中可能出現的難點進行優化處理，事先可以就設計方案進行模擬，以便及時發現問題及早對其進行解決，便于日后順利施工。

2、抗震概念設計在建筑結構設計中的應用

2.1 建筑工程地點的最優選擇

對于建筑結構抗震設計來講，其最終目的在于提升建筑工程的抗震功能，保證建筑結構的安全和穩定，那么其設計首要考慮因素為建筑工程的場地。具體來講，建筑設計師需要同業主方、施工單位等合作方共同參與研究合適的場地，對于建筑工程來講，平坦、開闊性的場所是最為適合的場所，其能夠保證建筑工程的安全穩定，也能夠最大程度的發揮建筑的抗震功能。其次，對于施工場地的土地也需要有一定的要求，即土地及土地結構的密度和硬性需要較為均勻以及優秀，保證后期施工的順利開展以及建筑項目的安穩落成，對于土地包含軟土、液化土、河岸區域等場所，場地的選擇應當盡量避免上述幾個地方，避免區域內發生地震災害時，由于土地的問題導致項目不能繼續施工、塌方或倒塌的現象發生。第三，建筑場所的選擇還需要考慮其他自然災害的情況，如泥石流、山體滑坡等，上述自然災害發生較為頻繁的區域也應避免選擇，除此之外，處于地震帶以及斷裂帶的明顯區域，一定不要考慮將其作為建筑場所。

2.2 抗震構架體的選取

依托選取剛度大、強度好的建筑物構架實施方案，其在相當程度上可減小建筑物發生變形情況的幾率，由此可充分達到建筑主體結構的穩固性。在選取抗震的結構類型時必須關注如下若干內容：建筑工程設計者必須對抗震型構架實施整體、系統的技術評估，而且還不能忽視非結構性物件的抑制震動能力，尤其是要關注非結構性物件的本身強度性能、剛度性能等指標；建筑物體的抗震性構架一定要具備充分的負荷功能、較佳的耐變型功能以及充分的緩沖、減蝕地震動量的特性，鋼筋水泥結構的可塑性內應力重新分布性能較佳，可以大幅度的吸蝕和減弱地震動能；抗震結構必須具有明確的計算簡圖與地震作用傳遞途徑，樓屋蓋梁系布置過程中應該盡可能的選擇垂直重力荷載，這樣能夠以最短的路徑將地震荷載傳遞到柱、墻等豎向構件上，在進行轉換結構布置時，應該盡可能的保證其能夠對上部結構豎向構件傳來的垂直重力荷載進行一次或者兩次轉換。真挑剔抗側力結構體系由支撐結構、剪力墻、框架結構等組成。

2.3 抗震參數計算和統計工作

建筑結構抗震設計的參數計算和統計，是規劃抗震設計方案的數值參考，其合理性、準確性能夠有效保證抗震設計方案的合理性。因此，建筑設計師在具體的方案設計過程中，需要針對建筑的合理有效承受力范圍進行明確的計算和規范，在此基礎上針對性的設計建筑結構模型，通過多次的模擬檢測試驗來驗證建筑結構的安全系數，保證所統計和計算的參數是具有較為實用的參考價值，從而保證建筑設計方案的科學合理。

2.4 設置多道抗震防線

設置多道抗震防線能讓一個結構的抗震體系有一定安全冗余度，如框架—抗震墻體系是由延性框架和抗震墻兩個系統組成。從概念設計角度出發，應優先選擇重力荷載較小的豎向支撐或填充墻，或者選用軸壓比較小的抗震墻、筒體此類的大剛度、抗水平地震力強的構件作為第一道抗震防線的抗側力構件。不宜采用軸壓比大的框架柱兼作第一道防線的抗側力構件，以免框架柱受到地震力破壞后失去豎向承載力，產生倒塌。例如，在框架—抗震墻結構體系中，設計時不但要考慮小震和中震情況下結構基本完好，還要考慮在大震情況下，當連梁失去作用，按單片墻肢計算，結構仍有承載能力而不倒，還有要求計算時框架柱承擔的剪力不小于總剪力的20%，這樣即使抗震墻破壞后框架柱仍具有一定的承載能力，可以保證結構“大震不倒”。不同的地區有不同的地質特點，地震發生的等級與建筑類型各有不同，把握好抗震防線數量，合理利用結構構件抗震，有利于建筑結構抗震性達標。

結語：

綜上所述，建筑抗震性作為建筑結構設計的重點項目，在整個建筑結構設計中有不可替代的作用和地位，為了保證建筑結構抗震性能夠在建筑結構中和實際生活中充分發揮其價值，必須重點關注結構抗震性設計質量和選用科學性的保證以及技術的優化，在保證其結構合理安全性的前提下追求其經濟。在建筑物的抗震設計過程中需要與建筑物的結構設計相協調，保證建筑物安全性的同時，節約建筑成本，提高建筑物建設的經濟性。

[1]曹國生.建筑結構設計中的抗震概念設計的把握及分析[J].城市建設理論研究：電子版，2013.

[2]李佳麗.建筑結構抗震設計要點探析[J].建材與裝飾，2017.