探究建筑結構設計中的抗震設計

周立軍

【摘要】本文通過筆者對實際工作的觀察與實踐，分析了建筑結構抗震設計中存在的問題，并有針對地提出了改善建筑結構整體抗震性能的建議對策，希望為我國建筑業的繁榮貢獻力量。

【關鍵詞】建筑；結構設計；抗震設計

一、建筑抗震設計存在的問題

（一）部分建筑物高度超出限制

我國針對鋼筋混凝土結構技術的高層建筑物高度有規范規定，有明確的高度統一限制。然而，部分開發商并沒有嚴格執行這一規定，修建超高建筑。當地震突然襲來時，這些不符合規定的超高建筑物沒有足夠的抵抗能力，使得發生劇烈震蕩后產生破壞性變形。不僅如此，在地震過后的使用期間，其抗震能力大大削減，剛度等力學特征較之前有很多改變，導致建筑物必須嚴格檢測，甚至重新進行結構設計和工程預算。

（二）選材不科學

對于地震頻發的地區，對于建筑材料的選取及對組成的合理搭配至關重要。我國建筑結構普遍為鋼筋混凝土核心筒，并以結構位移量為主要的參考依據。當此類型建筑物發生彎曲變形或者側移產生較大幅度位移時，小剛度的鋼框架不足以承受由變形或側移所產生的應力，不僅會增加建筑鋼結構的荷載負擔，還會降低其對抗震性能的效果。通常情況下，解決此問題可以提高鋼筋混凝土核心筒的剛度，改善伸臂結構、增添加強層等。

（三）建筑位置不合理

面對越來越多的人口數量和土地面積不斷減小之間的矛盾，開發商忽視對建筑物地理位置進行科學合理地選擇，更多的是考慮其商業價值等短期利益上。實際上，對高層建筑物的選址是有成熟的原則的，應兼具開闊性和平坦性，且土體均勻堅實，避開軟弱土層或沙土易被液化區段，比如山岳、陡坡、丘陵、采空區、河岸邊緣等，還應該避開容易發生泥石流、滑坡、地陷等山體自然災害區段，或者地震活躍段和地震斷裂帶的明顯位置，以及變電站、火電廠這類危險場所。

二、建筑結構設計中抗震設計的有效措施

（一）選擇有利的建筑抗震場地

建筑結構的抗震設計中要十分注重對建筑抗震場地的選擇，對建筑抗震有影響的場地會大大降低建筑結構的整體抗震能力。地震災害發生時會引起不同于平常的地表位置錯動，在不同性質、不同結構的場地上的建筑物受地震的侵害程度也不一致。劇烈的地層震動會破壞建筑結構，若加之場地選擇不當，建筑結構會被破壞的更嚴重，甚至會導致建筑的坍塌。因此，選擇建筑場地時要避免建筑的場地，比如土層軟弱或砂土易被液化等地段。如果很難避開這些地段，就需要進行適當地改造，根據確定的抗震級別進行相應的地基加固措施。

（二）建筑材料合理選擇運用

高層建筑結構材料的選擇在抗震性能方面有關鍵性的影響。在地震時，高層建筑物遭受地震的作用力和建筑結構的剛度往往是成正向比例的，也就是建筑物中重量越大的結構構件，遭受地震的影響也就會越大。所以在對建筑材料進行選擇時，應該選用符合高層建筑抗震要求的工程材料，一方面在確保安全的基礎前提下，建筑屋面構件中用輕質材料來代替厚重的材料，以此減少建筑結構構件的整體重量，不同材料的結構類型性能是不一樣的，按照抗震性能多采用鋼結構或型鋼混凝土結構。同時還應考慮材料經濟性和建筑施工過程中的質量管理，在注重安全性的同時，也要注重工程建設的經濟效益。

（三）采取滑動抗震的設計方式

很多建筑結構中進行抗震設計時，都選用了摩擦滑動技術，為了將抗震效果達到最佳，通常會和限位裝置一起配合使用。當前使用的水平滑移材料有很多種，例如有石磨砂漿、聚四氟乙烯滑板、滑石粉、不銹鋼板等，該技術在運用過程中科學使用了滾軸、滾珠，二者具有很好的幾何復位效果，對于摩擦擺隔震系統而言，主要應用了滑動支撐技術和多層橡膠技術，要求不銹鋼的表面必須是凹球面，具體在建筑結構中應用之后，在結構自重的作用下產生恢復力，施工設計中使用的摩擦滑移裝置具有很好的初始剛度，地震發生之后這一結構可以在水平方向進行滑移，但卻沒有增加結構的剛度，避免這一建筑結構遭到地震的破壞。如果發生了小型地震，應用的摩擦裝置會產生很大的摩擦力，有效抑制結構發生水平位移，這樣建筑整體結構和地面都會在同一個運動節奏上，地震的水平力增大后，如果超過了這一裝置的最大摩擦力，在裝置的滑移面發生滑移，摩擦滑移裝置在最大程度上發揮其隔震作用，實際傳遞到建筑結構內部的地震力就會變小，雖然地面震動變得激烈，但是建筑震動幅度并不大，有效避免了結構發生的破壞。

（四）建筑結構隔震的處理技術

為了達到很好的抗震效果，在建筑結構設計中可以選用不同的抗震處理方式，其中懸掛隔震作用效果好，因此在設計中被廣泛應用。懸掛隔震設計原理是將所有結構重量都懸掛起來，這樣當發生地震后，地面會發生震動，但是由于和地面接觸的結構重量都被懸掛后，地震波就不會將破壞力傳遞到建筑上層，傳遞的破壞力十分有限，產生不了慣性力，最終起到很好的隔震作用。一些大型的鋼結構中很大范圍使用這種隔震方式，因為大型鋼結構主要材料為鋼，鋼構結構自重較輕，應用這種懸掛隔震措施有一定的優勢，操作簡單，作用效果好，提高建筑整體的隔震效果。

三、結語

綜上所述，近些年來，地震災害屢屢發生，對于人們生活和國家安全帶來嚴重威脅，這就對新時期建筑結構設計中的抗震設計提出了更高的要求，受到了社會各界廣泛的關注和重視。為了能夠保護人們生命財產安全，應該加強建筑結構設計中的抗震設計，促使建筑物具備更高的抗震性能，維護建筑物安全。

參考文獻

[1]黃山.探究建筑結構設計中的抗震設計[J].中國住宅設施，2017（02）.

[2]陸雯雯.探究建筑結構設計中的抗震設計[J].工程技術：文摘版，2016（12）.