建筑抗震結構設計探討

王役民

(遼寧省東煤測試分析研究院有限責任公司，遼寧 沈陽 110000)

一、抗震設計理念概述

建筑設計過程中，需要對抗震結構投入更多的時間和精力，使建筑的安全性更符合人們的需要?？拐鸾Y構設計要考慮多個方面的內(nèi)容，建筑設計人員要基于對抗震結構與建筑材料性能的掌握的基礎上，采取針對性的措施對建筑結構進行綜合設計，確?？拐鹦阅芰己?。在建筑抗震設計中，需要遵循以下原則：（1）整體性原則。建筑物抗震性能設計，需要考慮建筑物整體可以承受的震級，所以，建筑結構的整體性是抗震設計中需要考慮的重點方向，最大限度地保證建筑物的整體抗震效果，從整體出發(fā)，確保建筑物在地震來臨時有良好的抗震性能。（2）確保建筑結構的剛度滿足抗震要求?；趯ㄖ飫傂孕枨蟮目紤]，如果建筑物剛度不符合要求，抗震性能將大大減弱，發(fā)生地震時，建筑會受到嚴重的損壞。所以，設計人員在設計中需要考慮建筑物的剛度，控制建筑結構產(chǎn)生的變形。

二、運用先進設計理念進行抗震設計的基本要點

（一）建筑結構的抗震設計要合理選擇建筑基址

建筑結構的抗震設計首先要合理選擇建筑工程的基址。在選址時應盡量選擇地質(zhì)結構比較穩(wěn)定且地勢平坦開闊的區(qū)域。同時，應根據(jù)建筑結構的設計載荷要求對該區(qū)域的土壤密度以及硬度等指標參數(shù)進行檢測，以確保其基礎的穩(wěn)定性以及承載能力能夠達到設計要求。在選擇建筑基址時應盡量避免在地震斷裂帶、河岸邊緣地帶以及采空區(qū)等位置進行工程建設，如果受客觀條件限制必須在軟弱基址上開展工程建設時，設計人員應根據(jù)基址的地質(zhì)特點，采取相應的加固處理方法來改善地基的承載性能。

（二）建筑結構的抗震設計要合理選擇結構材料

在建筑結構的抗震設計中，設計人員應合理選擇建筑材料。在地震發(fā)生時，建筑結構的自重會加大其傾覆力矩，會對建筑結構的安全性和穩(wěn)定性造成嚴重的影響，因此，在保證建筑結構質(zhì)量安全的基礎上，盡量選擇強度以及延伸性比較好，且質(zhì)量相對較輕的建筑材料，以降低建筑結構的自重。此外，還要充分考慮建筑材料的均質(zhì)性因素，且連接構件的連續(xù)性較好，這樣才能有效提高建筑結構的抗震性能。

（三）建筑結構形式的選擇要科學合理

在目前的建筑結構設計中，鋼筋混凝土結構是比較常用的結構類型，其具有較好的整體性、延伸性和經(jīng)濟性，然而一旦遭遇持續(xù)性地震作用的影響時，鋼筋混凝土結構會在地震荷載的持續(xù)作用下出現(xiàn)剛度下降的情況，并造成開裂等問題的出現(xiàn)，嚴重影響建筑結構的抗震能力，雖然新型鋼筋混凝土結構的施工簡單易行，然而其在形變以及強度等方面還存在一定的缺陷。此外，鋼結構雖然具有較好的抗震能力，但是其成本造價相對較高。因此，設計人員應綜合分析建筑工程施工現(xiàn)場的具體地質(zhì)特點、地震烈度等級以及工程投資成本等多種因素，合理選擇建筑工程的結構類型，以保證建筑結構的抗震性能，并提高抗震結構設計的經(jīng)濟性。

（四）建筑結構的抗震設計要綜合運用多種抗震技術手段

在抗震結構合計中，設計人員應合理采用多種抗震手段，通過多重抗震防線的設計來提高建筑的抗震性能。例如，可以采用懸掛隔震結構來進行建筑結構的設計，這樣通過對建筑結構中大部分構件的懸掛處理來降低地震波所產(chǎn)生的能量傳遞作用，從而使建筑結構的穩(wěn)定性得到提高，為建筑工程的用戶增加逃生的時間和機會。

（五）建筑結構的抗震設計要采用先進的設計手段

在進行建筑結構的抗震設計時，設計人員應積極利用先進的計算機系統(tǒng)以及相關的數(shù)據(jù)處理軟件，對建筑結構的抗震設計方案建模分析，才能更加準確地模擬分析建筑結構在荷載作用影響下的變形以及實際受力情況，從而對抗震結構的設計方案進行優(yōu)化改進，提高抗震結構設計的水平和質(zhì)量。

三、提升混凝土建筑抗震結構設計的有效措施

（一）嚴格把控建筑材料

建筑材料是提高建筑物質(zhì)量的關鍵，對抗震有著重要作用。在選擇結構材料的過程中，要充分參考抗震設計理念，根據(jù)具體的建筑工程項目以及建筑工程結構，選擇出科學合適的結構材料，保證抗震效果得到充分展現(xiàn)。其中結構材料和結構形式之間相互影響，因此是首要考慮指標，主要包括以下幾個方面：強度和重力比值；勻稱；正交各向問題；連續(xù)性和延展性。同時，建筑材料應根據(jù)施工進度的要求分別進入施工現(xiàn)場，在進入現(xiàn)場前管理人員應對材料的數(shù)量和質(zhì)量進行再次審核，防止材料掉包或摻假情況的發(fā)生，對提升建筑物的抗震強度具有重要意義。

（二）設計抗震建筑方案

設計抗震建筑方案是在建筑施工前必須進行的，在設計抗震建筑方案時，應對建筑結構進行重點設計，能夠提高建筑抗震系數(shù)，保障建筑物在地震來臨時的安全。對于混凝土建筑而言，建筑場地的選址應做到嚴謹科學的調(diào)研，這對確保高層建筑整體在地震當中的安全性尤為重要。其中對每一個建筑選址應做到結合當?shù)貙嶋H綜合地理情況、地形地貌研究等。設計人員必須事先掌握房屋內(nèi)地震作用的傳遞路徑，在對其進行構建設計時，應注意盡量內(nèi)部應力實現(xiàn)均勻性，從而提升整體建筑結構的穩(wěn)定性。在進行抗震結構設計時，需要針對抗震規(guī)范、抗震結構體系進行設計，根據(jù)實際施工設計簡圖，明確相應的抗震傳遞途徑，從而有效避免因為局部問題導致整個結構構件被破壞，以此保證抗震能力受打擊。方案設計人員應充分考慮建筑場地的特點，對建筑物的抗壓能力進行優(yōu)化設計，對不同等級的地震產(chǎn)生的影響進行計算、推演，要對其布局進行合理設計，最大程度的使高層混凝土建筑結構各種設施之間保持平衡分布。施工單位應嚴格按照設計方案進行，有利于確保建筑物的剛度符合抗震標準。

（三）設置建筑抗震防線

之所以加強對高層建筑的抗震防線設計，是為了保障在實際地震發(fā)生過程中，建筑的主體結構受到的影響最小，同時也是為了防止在地震發(fā)生之后的余震對建筑的二次破壞。針對不同的抗震設防烈度，地震效應增大系數(shù)會形成不同的數(shù)值，因此在實際應用抗震設計理念的過程中，必須要引起注意。對建筑結構的承載能力進行計算，對部分薄弱的環(huán)節(jié)加強建設，將薄弱部位的承重力轉(zhuǎn)移到高強度環(huán)節(jié)上，從而實現(xiàn)壓力的分布。建筑抗震防線的設置應保證低震級時不壞，中震級時能夠修理，大震級時不會導致建筑物倒塌。防線設計人員應根據(jù)建筑物的結構，沿著建筑物的豎直方向設立防線，防線的設置數(shù)量應保持均勻的原則，最好能夠?qū)ΨQ設計。抗震防線應設置多道，將防線與建筑物的其他結構進行科學連接，能夠形成合力，有利于在地震來臨時提高建筑物的抗震性能，減少建筑物倒塌造成的損害。

結束語：

建筑結構的抗震設計是建筑結構整體設計中的重要組成部分，因此，設計人員應不斷學習先進的抗震結構設計理念，對行業(yè)的發(fā)展趨勢、各種先進的材料設備以及設計方法要有充分的了解，同時要積極借鑒國內(nèi)外抗震設計的成功案例以及經(jīng)驗教訓，準確把握抗震結構的設計要點，并結合建筑工程具體的抗震等級要求對抗震結構設計方案加以優(yōu)化，提高建筑結構的抗震性能，確保建筑結構的穩(wěn)定性以及相關人員的生命財產(chǎn)安全，提升建筑結構抗震設計的質(zhì)量和水平。