建筑结构抗震优化设计研究

崔彦素 郭玉林

摘要：近几年，我国地震灾害现象时有发生，其中尤以汶川地震为重，给国家和人民带来惨痛代价。这就要求建造的建筑具有良好的抗震性，降低地震灾害的损失。本文主要对建筑结构抗震设计进行分析，并提出抗震优化的具体策略，希望能够为人们提供更加安全、可靠的居住环境，促进我国建筑业的健康发展。

关键词：建筑结构；抗震优化设计

引言

通常情况下，建筑结构的抗震设计就是依据地震时对建筑结构造成的破坏以及长期积累的实践经验总结出得一种基本的设计理念和设计思路。在实际应用过程中，地震的震动比较随机，很难把控，给建筑结构的抗震设计带来一定的困难。因此，我们只有加强建筑结构抗震设计的合理性，才能有效提升工程项目施工质量和抗震能力。

一、建筑结构抗震设计概述

（一）建筑抗震设计的主要内容

在建筑结构设计中，抗震设计是非常重要的环节。建筑抗震设计的目的是为了减少地震对建筑造成的破坏，保障人民的生命财产安全。建筑在建筑结构抗震设计中，首先要对建筑的整体结构进行把握，进行概念设计。建筑概念设计的目的是提高抗震计算结果，提高建筑的防震性能。第二，进行抗震计算。由于建筑结构的抗震设计需要有精确的数据做支撑，因此，建筑就需要通过严谨的抗震计算得出需要的数据。第三，注重采用恰当的措施提升结构性能。建筑在抗震设计中要高度重视上述内容，缺一不可。

（二）抗震设计目标与原则

为了提高建筑结构的抗震性能，需要明确设计目标。建筑该设计主要是针对建筑整体，提高其抗震性能，避免在设计中出现薄弱环节，进而影响结构的整体性能。建筑在抗震设计中，要遵循相应的建筑设计原则。建筑第一，抗震设计要把握建筑的整体结构性能，通过严谨的计算、受力分析提高结构的坚固性。建筑第二，实现结构的合理设计，力度均匀分散，避免结构的薄弱环节。建筑第三，确保结构具有足够的刚度用来对抗地震的冲击，提高结构抗震能力。

二、结构抗震的计算与验算

在抗震设计中，进行计算与验算的目的是为了更好地结合已经确定的设计方案，为结构的抗震设计提供更加准确的数据。建筑根据计算可以确定地震对建筑结构造成的效应，再将这一效应与其他荷载效应以组合的方式进一步验算，就可以通过精确的数据计算避免结构变形。常见的计算方法有三种。建筑第一，底部剪力计算法。建筑该算法具有一定的理想性，以简易的倒三角形进行计算，数据结果精度有待提高。建筑第二，振型分解反应谱计算法。建筑该方法可以提高计算结果的准确性，主要采用的是振型分解的原理和反应谱理论对程度最高的地震反应进行分析与计算。建筑第三，时程分析计算法。建筑该方法可以进一步提高计算结果的准确程度，利用地震波对建筑结构的影响，采用运动微分方程进行计算。计算完毕后，还要结合有关规定进行验算。建筑验算时要采用弹性变形验算的方法，减少地震对非结构构件的伤害。建筑在验算时，还要对多遇地震下的结构强度进行验算，这样才能减少结构构件被破坏的可能性。建筑如果建筑遭遇到罕见的地震（级别很高，破坏力极强），就需要进行结构弹塑性变形的验算，避免建筑因地震级别过高而坍塌。

三、建筑结构抗震设计的优化策略

（一）建筑恰当处理结构荷载

在对建筑结构进行设计之时，抗震理念是必须要融入其中的，这是保证建筑具备较高抗震性能的基础所在。当然，设计中还要将强弱协调原则予以有效落实。这也就是说，要确保柱、剪、节点以及压力中心的强度得到进一步提升，而梁、弯、杆件以及拉力中心的强度则要湿度减弱。简单来说，就是要确保柱端的承载力要大于梁端，杆件抗剪能力要高于抗弯能力，同时要保证节点不会出现提前损坏，杆件受到破坏，但受压区混凝土承载力要超出受拉区钢筋承载力。

（二）优化建筑空间和平面设计

建筑结构设计空间与平面设计是非常重要的一部分，在进行结构抗震优化设计的过程中必须严格遵循建筑结构设计流程，以实地勘察数据为基础，确定建筑的高宽比。在建筑平面设计中，应该加强建筑抗测力构建布设的规则性要求，尽量选择钢筋混凝土框架作为结构抗震的首要条件，采取轴压较低的钢筋混凝土框架柱，以此达到建筑结构设计要求。需要重视在建筑结构的抗震设计中，结合建筑结构的刚度与承载力等多方面的因素进行考虑。这样可以保证结构的受力比较均匀，在根据实际的情况，使设计更加的合理化，提高建筑工程结构的抗震性能。另外對于建筑结构的传力途径进行分析，通过合理的方法减小地震对建筑造成的伤害。

（三）选择合理的建筑场地

建筑工程的选址，需要符合建筑使用与建筑功能等多方面的要求。在我国的建筑结构中抗震优化设计中，需要尽量选择地势较平坦的区域作为建筑场地，还要保证现场土层的结构具有很强的密实度与强度，可以支撑起建筑结构的荷载力。若该地区属于软土路基，需要及时的进行灌浆处理，保证地基的承载能力。通常情况下，建筑工程的施工场地周围需要避免陡坡、河岸边缘等等，这些地区的土层密实度较差、硬度也不合格，一但在这些区域中建设工程，就会对建筑工程结构的稳定性能与抗震性能产生影响。如果发生了地震灾害，这些建筑抵抗地震的作用将会大大的减小，特别是容易发生滑坡或者泥石流的山体地区，对于建筑工程结构的抗震性能影响更大。这些对人员的生命与财产安全产生重要的影响，所以在选址的时候需要尽量避免这些地质条件的使用。提高建筑结构的稳定性与抗震性。

（四）建筑抗震设计具体构造

建筑结构的类型有很多，因而在确定抗震构造之时必须要将建筑建筑类型作为主要的考虑方面，这样可使得建筑结构与抗震构造形建筑成整体关系，共同抵挡地震的破坏，抗震效果也会得到强化。比方建筑说，建筑如果采用的是砖混结构，那么在抗震设计之时，就要采用建筑水平圈梁加上内外连续墙构造，这样一来，水平圈梁就能够对相关建筑的构建产生一定的约束力，就算是表面结构因为地震而变得散乱，建筑内外结构墙依然能够确保建筑不会出现太大的塑性变化，结构的延建筑展性以及整体性均能够得到保证，墙体也不会有开裂的情况产生。

结语

综上所述，建筑结构抗震设计是建筑物结构稳定性及安全性的重要建筑体现，在建筑结构设计中，必须要充分认识到抗震设计的重要，选择合理建筑的结构体系，做好建筑物场地的选择，加强过程中对当前区域地震情况建筑的了解，提高抗震设计的合理性、科学性。只有做好建筑结构抗震建筑设计，才能促进建筑业的健康发展。

参考文献：

[1]乔易飞.论高层建筑结构抗震的优化设计[J].江西建材，2018（1）：34-35

[2]张昱.建筑结构抗震优化设计研究[J].江西建材，2017（12）：56-57