建筑結構設計中的抗震設計探討

張馳

摘要：為了更好地優化建筑結構設計，作為設計人員，必須意識到抗震設計在整個結構設計中的重要作用，并緊密結合建筑工程實際，切實掌握建筑結構設計中抗震設計的要點，從而更好地將抗震技術在建筑結構設計中進行運用，達到強化建筑結構設計水平的目的。

關鍵詞：建筑結構；抗震；設計要點

我國幅員遼闊、地質結構復雜，其中包含了較大范圍的地震帶區域，地震烈度在Ⅶ度的國土區域占全國總面積的41%，這對我國人們的生產生活帶來嚴重影響，建筑就深受其害，進行具有抗震功能的建筑結構設計一直是建筑行業關注的熱點話題。受結構形式等諸多方面的影響，我國建筑的抗震結構設計一直是建筑設計的難點，科學合理的建筑抗震結構設計不僅能給人們提供良好的居住環境，更能實現生命安全與財產的有效保證；因此，進行如何通過科學的結構方案設計提高建筑的抗震性能，一直都是建筑工程人員不得不思考的重要內容，本文由此展開分析。

1建筑結構抗震設計的原則

基本上，建筑結構設計中的主要包括三種要求，一是小震不會壞，中震可以進行修復以及大地震中不倒塌等原則，而其中的基礎性原則就是在小震的情況下建筑物不會破壞在遇到較大地震的情況下，提高建筑的承載能力，讓建筑物即使在這種情況下也不會出現嚴重變形等問題，讓建筑結構無論在哪種情況下都不會發生超越規范危及人身安全的事故。可以分析一些建筑物的彈性變化，從而能夠為人們的正常生活提供各種基礎保障。第二個要求就是需要建筑結構擁有抵抗變形能力，從而防止建筑結構出現各種變形問題，提高建筑結構的延性，保障人們的生命財產安全。

2建筑結構抗震設計要點分析

為了更好地在建筑結構設計中切實加強抗震技術的運用，作為建筑結構設計人員，就應盡可能地掌握抗震設計的要點，才能夯實運用成效。就筆者自身的實踐來看，建筑結構抗震設計要點如下。

2.1平面與豎向布局中的抗震設計要點

由于墻體和柱子的平面位置直接與自身的抗震性能有著緊密的聯系，所以合理的對建筑構件進行平面和豎向的分布是抗震設計的主要方向。這就需要在抗震設計中始終堅持以下幾點原則：1）豎向與平面構件應整齊簡潔；2）剛度重心必須與質量中心相重合。但是在豎向設計時應預防出現“頭重腳輕”的情況，盡可能地降低建筑的剛度重心，同時盡可能地將錯向的建筑豎向結構減少，從而通過對建筑結構的豎向高度、剛度和強度的控制確保其具有較強的均勻性，而且高出屋面的部門必須對其進行嚴格的控制，才能預防出現“鞭梢效應”。所以在建筑設計時應盡可能地采用規則的設計方案，否則就需要采取相應的補救方式，例如通過設置抗震縫而劃分建筑，從而將其分成多個獨立的個體，從而在確保造型的同時兼顧其使用功能的發揮。

2.2建筑結構整體抗震性能提升的設計要點

為了確保建筑結構的整體抗震性能得到有效的提升，必須緊密結合多方面的因素，例如：1）地基；2）抗防線；3）原材料重量；4）空間。這些因素均會對建筑的整體抗震性能帶來影響。所以其設計要點如下：一是在地基設計過程中，由于其作為建筑抗震的主要部分，所以為了確保其穩定性，就必須確保所采用的地基具有較強的抗震性能，嚴禁出現地基變形的出現，所以相同結構單元的建筑地基性質必須一致，才能更好地將地基的抗震性能發揮出來。二是盡可能地確保建筑結構設計的對稱性和均勻性，才能確保其均勻的分布承受力，從而以對稱的結構減少地震帶來的影響，預防由于應力集中導致坍塌和扭曲的情況出現，因而在設計建筑整體結構時，應采取多元化的方法確保其抗震性能得到有效的提升，例如在坍塌易發環節應采取相應的牢固措施，才能將危險因素降到最低，進而預防出現安全事故。三是建筑結構設計必須確保建筑物牢固，盡可能地將建筑物自身重量減少，才能將其給地基帶來的壓力降到最低，即便是出現地震，也能緩解其給建筑帶來的沖擊力，為人員的逃生延長時間，尤其是對于普通震級的抵抗效果較為明顯。四是整個結構設計由于其不在相同的平面上，這就需要將其進行連接并形成整體，而且空間結構也應統一，尤其是建筑豎向結構剛度必須能支撐建筑的自重。

2.3建筑結構設計中隔震層的設計要點

在建筑結構中設置隔震層的目的主要是為了減少地震給建筑結構帶來的破壞作用。在具體的設計過程中，其設計的部位主要在建筑主體與基礎連接的部位，但是為了在發生地震之后降低地震對其帶來的作用，還可以在建筑物頂部反擺隔震層，即便是發生地震，反擺的隔震層會做阻尼運動，在地震加速的方向形成相反的加速度，二者抵消之后降低地震方向加速的速度，從而避免由于地震導致建筑受損的情況嚴重。但是這一抗震設計要求設計人員對設置的位置進行合理的確定，才能將作用更好地發揮出來。

2.4建筑結構的剛度設計要點

在建筑結構抗震設計中，剛度設計是一項十分重要的內容。因而就其設計要點來看，主要應注意以下幾點：一是選材過程中應緊密結合鋼筋混凝土的型號，尤其是利用鋼結構實施雙層加固時，必須對鋼筋混凝土的剛度進行明確，從而確保上下層的阻尼比與剛度比相同，否則就會留下巨大的安全隱患。二是在建筑結構抗側力體系中，應嚴格按照規定加強抗震設計，尤其是加強建筑剛度的控制，才能避免地震對其帶來的破壞，同時還能減少材料的浪費。

3結語

建筑的抗震結構設計是一個專業化程度較高，技術較強的系統過程。隨著人們對于防震要求的不斷增高，工程建設人員只有在保證明確抗震具體要求的基礎上，充分考慮建筑的結構特點，并針對性的做好場地選擇、地基保證、抗震結構體系優化、平立面處理及材料等方面的規劃設計，才能保證建筑抗震結構設計的合理化，保證人們生活居住的安全穩定。

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（作者單位：河北省水利水電勘測設計研究院）