建筑結構工程抗震設計思路及策略的研究

1李楠 2汪月

（1身份證號碼：2109211982****0041，遼寧 沈陽 110000；2身份證號碼：2105221986****0028，遼寧 本溪 117200）

一、設計原則

地震的發生有強烈的破壞性和危害性，如若建筑的穩定性差，抗震能力弱，地震帶來的地基下沉或者塌陷的問題使建筑直接坍塌，這種“危險”的建筑對人民的人身和財產安全帶來了極大的威脅，同時對于建筑設計人員和施工人員帶來極大的挑戰。因此在建筑設計方面需要通過不同的靜力和動力分析方法進行精確的受力計算，再通過彈性變形的模型對建筑薄弱區域進行模擬。地震的能量沖擊使建筑的外層和內層受力不同而導致變形，需要計算兩者不同強度的力合成后的分布。面對復雜建筑結構，計算的重點是考慮面對地震產生的偏差位移造成的房屋產生一定量的彈性變形，其中對于這個變形量的控制為房屋抗震性的核心。

二、設計思路

只有良好的抗震設計才能勝任后續施工的質量保證。由于地震伴隨突發性，地震的強度和持續時間均不確定，因此保障設計的建筑的抗震性能，必須從多個方面進行考慮，結合地震帶來的各項不確定因素，根據實際地理情況合理分析，全面提高應對各級地震和余震的能力。

（一）合適的設計方案

地震產生的沖擊功施加在建筑體上，在建筑中進行吸收此能量即可減緩地震的破壞力。材料產生塑性變形使會吸收大量的能量并且釋放熱量，通過計算建筑材料的彈性變形與塑性變形的臨界點即剛度，在保證建筑剛度不會發生斷裂的同時，進行能量的合理吸收。在地基設計時，通過火車軌道的減振環的作用應用在建筑中，可以使建筑地基吸收大量的能量，從而提高上層的穩定性。在設計過程中還有大量抗震的應用，進行抗震整體性的設計，考慮建筑的架構和規模，保障建筑的安全和穩定性。

（二）材料和結構的合理采用

建筑中有承重梁柱和非承重梁柱之分，其中承重部分大多強度高且使用材料截面大，這對于正常的建筑而言是合理的設計，但材料強度與韌性是相對立的兩個指標，想滿足強度的需要韌性就會降低，這樣在地震發生過程中其變形能力差導致脆性斷裂是非常大的安全隱患。因此在選材應結合穩定性、抗震性等多個方面進行合理選擇，既滿足強度的要求也符合塑韌性的安全配比。同時，建筑的受力點應進行適當的分散，由傳統的單一或少量的受力結構轉變為發散性，網絡型等多種受力結構。運用此方法協調變形能力大大加強，即使某部分受地震破壞，也不影響整體的穩定性。

三、目前主要設計問題

建筑的選址缺少抗震意識，一般房產開發僅僅看重其經濟價值進行樓盤開發。這種被金錢蒙蔽雙眼而不考慮其場地安全問題進行建造的行為，面對突如其來的地震是致命的打擊。同時建筑的地質勘探是花架子，很多勘探部門所謂“專業人員”僅僅是查看地基表面的平整度和底層表面的土壤巖石狀況，并沒有借助專業的儀器設備進行深層次的挖掘考察。

與此同時，設計人員和施工人員均把重心放在整體結構的抗震優化中，忽略了一切建筑的基礎地基的重要性。地基與土壤接觸，強大的能量可以通過被土壤吸收，然而對于地基的不重視、不設計、不作為導致能量不能傳遞，一直施加在建筑中，最終導致建筑坍塌。此外，由于抗震建筑本身參與設計和建造的人員有限，且大都經驗較少甚至沒經驗，僅僅根據書籍記載進行計算推導，這與實際的建筑截然不同，會出現嚴重的死搬硬套帶來的錯誤或者誤差。沒有大量的抗震設計經驗和實地工作經驗的人員應通過不斷學習后才能著手此工作。

四、設計優化方法

（一）建筑外觀造型抗震設計

在地震地帶盡量避免一味地追求造型極致且高聳入云的視覺觀感，建筑最重要的是實用性舒適性，內在格局和布局設計也是重要的組成部分。建筑不對稱或者外觀獨特的設計不應應用在地震帶附近上。抗震設計要求受力均勻且能量易傳導轉移，外觀和特征必須在保證其抗震性和穩定性的基礎上才能考慮。

（二）建筑結構抗震設計方法

建筑對稱結構可以使受力更加均勻，不僅能夠有效的抵御能量的沖擊還能多維度和方向進行能量擴散。同時，如果對稱的一部分收到損害，旁邊的鋼架結構仍然可以協助抵抗變形，這種協調變形能力是對抗地震的利器。設計每層房間和承重部位，應考慮應力的作用，不能因某一部分脆弱致使整棟樓梯受到牽連發生嚴重變形的扭曲變形。房梁、房柱和墻體等部位都應當依據地震的不同等級進行抗震設計，以防止地震發生時，混凝土鋼筋受到地震的影響而造成損壞。建筑物中應當存在很多的抗震防線，地震發生時，人們能夠依靠地震防線保障生命安全。

（三）建筑重要組成部位抗震設計

建筑中均有安全通道便于應對緊急事件的人員疏散，這種通道屬于重要的建筑組成部分，應重點加強抗震能力。此外樓梯間和樓層板均為重要結構骨架，這種部分的材料一定要使用特殊的抗震鋼筋進行澆筑，以增加強度和塑性。最后應在一棟建筑中設計多組安全通道，樓梯不能僅在建筑盡頭設計一處，應在中間等合理位置進行多通道的設計，以提供大量的逃生手段，縮短逃生時間。

五、結束語

總而言之，建筑抗震性需要作為建筑合格安全標準的重要指標。在設計過程中在各個方面和環節均需要保持高度的抗震意識，使各項受力參數和指標達到抗震的標準。從選址、地基的建設、建筑結構的支撐等各方面進行強度和韌性的合理搭配，做好建筑的薄弱處的抗震工作，及時的發現和解決安全隱患，加速我國抗震建筑技術的發展。