浅析建筑结构设计中的抗震设计

刘宗乾

摘 要：我国很多地区均地处地震带，因此有地震频发的特点，而地震灾害的出现会带来严重的经济和人员损失，为了更好地应对地震灾害的影响，我们必须要做好建筑结构的抗震設计，而建筑结构抗震设计是一个相对较为复杂的工作，故而我们需要对其进行详细分析。

关键词：建筑结构；抗震；设计

1 前言

研究显示，建筑结构设计中加强抗震设计能够有效减轻地震灾害对建筑结构的负面影响。抗震设计一方面要保证结构的稳定性，另一方面还应具备较强的经济性。通过抗震设计，应保证结构在受到地震灾害的影响时不会出现十分严重的损坏，且能够通过多种手段对结构的损坏部位进行修复。在受到较强地震作用的影响时能够保证建筑不会倒塌，而若要实现上述目标，就必须要制定科学的抗震设计方案。

2 建筑工程中抗震设计的意义

地震灾害是影响建筑稳定性同时造成建筑结构损伤的关键要素，此外其也是一种破坏性极大的自然灾害，对建筑结构尤其如此。很长时间以来。地震带给我们的经济和精神上的伤害非常明显，如2008年四川的512大地震造成了很多家庭流离失所，大地震夺取了很多鲜活的生命，地震不仅给国家和人民造成了严重的经济损失，地震后心灵的重建也是一个漫长的过程。我国城市化的发展推动了建筑建设的发展，如遭遇地震灾害，其所带来的负面影响是无法想象的。当前人们依然无法准确预测地震发生的时间和地点，所以我们必须要提高建筑物的抗震性能，进而减轻地震对建筑安全的威胁。

在建筑设计的过程中做好抗震设计能够显著提高建筑物本身的稳固性，若发生地震，建筑物能够有更强的抵抗能力，从而确保建筑物内的人和物品不受较大的影响。工程设计人员在开展建筑抗震设计的过程中应结合建筑的自然环境、选址、用途等多个要素制定设计方案，在抗震设计中还应保证设计方案具有可操作性以及实用性，以充分保证建筑结构的安全。

3 建筑结构中抗震设计的关键问题

3.1 正确认识建筑结构抗震设计的概念

增强建筑结构的抗震性能主要是为了能够更好地保证建筑在地震灾害中的稳定性，从而减轻地震灾害对建筑结构的负面影响。相关研究显示，加大建筑结构的尺寸并不能明显提高建筑的抗震能力。地震灾害发生后会在较短的时间内释放出难以想象的能量，能量的方向和强度都具有不确定性，钢筋混凝土结构可吸收更多能量，因此其更容易受到地震灾害的影响。此外，钢筋混凝土结构不具有较强的柔性，若发生破坏，就会使其受力形式发生非常显著的变化，所以我们不能采用这种加大结构尺寸的方式。若提高建筑结构的柔性，其可增强建筑受到地震作用后的承受能力，但是由于地震作用，结构会发生较大的变形，因此也会影响建筑内住户的生命安全。

在经过多年的研究后发现了最佳的设计形式。就是在建筑的关键部位加强其抗震能力，并对非关键结构进行适度调整，非关键部位发生损坏后可吸收地震产生的巨大能量，从而减轻了建筑结构的损坏程度，为结构的修复也提供了很好的条件。在抗震设计的过程中应始终坚持“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点”的原则。

3.2 科学选址

建筑建设地点的地基稳定性也会影响建筑结构的抗震能力。建筑所在地的自然环境以及地质条件都会对结构的抗震能力产生较为明显的影响。所以若要提高建筑结构的抗震性能，就必须要选择合适的建设地点。在相关规定当中已经明确指出，应对建筑所在地地震灾害发生的可能性和灾害出现的等级做好充分的勘察，同时还应结合相关参数指标将其划分为甲乙丙丁四个类型，甲类地区的建筑应必须能够抵御大规模地震，因此对这一区域的建筑安全性要求最高，乙类地区是可能存在地震的风险但是能够恢复至正常水平的地区，丙类地区可建设普通建筑，而丁类地区的安全级别是四类地区当中的最低地区，其可建设普通建筑或临时性建筑。综上，在建筑结构设计的过程中，必须要充分结合选址来确定抗震设计方案。

3.3 保证建筑结构抗震设计验证的准确性

建筑结构设计中，一定要做好抗震结构设计的验证工作如图1。

现阶建筑抗震试验中主要采用建筑抗震模型、地震反应监测和建筑灾害分析研究三种形式。在验证的过程中应科学采用不同的验证方式，进而明确设计的科学性，及时找到不合理之处，并对其加以改进。但是在很多已经建成的建筑中研究建筑抗震能力监测设备的应用并不十分普遍，专门修建设施又会加大施工投入，地震本身是无法预测的，很多已经出现地震灾害的地区，其建筑抗震设计较差，验证不科学。针对这一现象，通常采用抗震模型来完成验证工作。但是软件建模的精确度是我们需要探讨的一个重要问题。现阶段，研究人员对不同的抗震结构进行了盲测试验，发现试验的结果存在着非常明显的差异，虽然有些检验使用的是同一款软件，但其最终的结果依然差异明显。抗震结构模型与建筑结构的实际尺寸之间也存在这较为明显的差别，所以我们还需要采取更加科学和完善的方式进行结构抗震性能验证方式，保证验证的准确性。

4 建筑结构设计中的抗震设计分析

建筑结构设计中，抗震设计是一个重要的组成部分，抗震设计的质量直接影响了工程设计的整体效果，因此应采取积极有效的措施，不断提高抗震设计的质量，进而提升建筑安全性与稳定性的作用。

4.1 提高结构延性

对结构破坏的程度予以严格控制，尤其应采取有效措施控制结构破坏中地震能量的传递和损耗。竖向构件结构柱在建筑结构设计尤其是提高建筑结构的稳定性方面发挥着不可忽视的作用，在钢筋混凝土柱轴比明显提高的前提下，柱体的延性会不断下降，为此，针对这一情况，应结合工程实际增加配筋数量，以提高结构的延性。结构应力分布不均和延性较差是建筑结构中一些构件的主要特点，针对这一类型的构件，应利用型钢混凝土平衡建筑的抗剪性和构件的延性。

4.2 加强非结构构件设计

（1）在女儿墙和雨棚等结构的抗震设计中，应采取有效措施不断提高结构的整体性，同时还应提高主体结构连接锚固的质量。

（2）维护墙与填充墙等非结构性墙体若受到地震灾害后可能会影响主体结构的抗震性能，其大大提高了地震灾害对主体结构的作用，同时主体结构的刚度分布也发生了明显的变化，构件的内力分布也随之发生了较大的改变。

（3）改变主体结构的受力状态，如局部高度的填充墙造成主体结构短柱存在导致柱脆性破坏。

4.3 设计验证是科学利用计算机辅助系统

计算机辅助系统的应用能够更好地提升建筑性能设计的质量，保证建筑结构整体性能得以全面改进和优化，科学应用计算机辅助系统以及与之相关的技术方法能够在可视状态下完成设计分析，同时也能够保证建筑结构能够在地震作用下保持较高的稳定性。

若建筑结构受到小规模地震的作用，在充分了解所有构件的弹性设计要求以及结构承载力要求的基础上，采取最不利荷载组合形式，结合当前的规范要求对结构的尺寸和构件的应力分布进行科学调整。若建筑受到中型地震的作用，结构的构件分析中主要采取弹性以及不屈服等参数开展性能分析。表1为中震作用下各构件抗震性能判断。若建筑结构受到大规模地震的作用，应采取有效措施保证建筑加强区外框柱、核心筒剪力墙等重要位置的性能，同时还应在设计的过程中對其进行抗震承载力的不屈服性能进行科学分析，此外应以最有利荷载组合对其进行复核处理。

4.4 合理确定建筑结构平立面的形式

建筑结构的平立面布置形式也会对建筑结构的稳定性产生显著的影响。完善的建筑结构立面设计能够起到显著提高结构抗震性能的作用，从而保证建筑结构的稳定性和安全性。

建筑结构的平立面设计的科学合理性主要指的是建筑结构设计中，以确保建筑结构的实用性为基础，最大限度选择平面上相对较为规则的形式，这种设计方法能够有效保证想用楼层的刚度完全一致。此外，在设计中，应采取有效措施对建筑物的凹凸程度予以有效控制，以保证建筑具有相同的纵向高度，建筑结构的稳定性也会因此显著提升。在结构形式复杂，且施工难度大的建筑结构设计工作中，应采取科学合理的方式完成抗震缝设计工作。其对抗震缝两侧的建筑起到了很好的阻隔作用，若发生地震灾害，两侧的建筑不会出现碰撞的现象。抗震缝通常设置在对变形较为敏感的位置上，设计时应充分保证其科学性，避免设计中造成较为严重的缺陷和隐患。

5 结束语

地震灾害会产生非常严重的负面影响，建筑是人们生活工作的主要场所，当前我们无法对地震发生的具体时间和地点进行准确预测，因此在建筑设计中，做好抗震设计就显得尤为关键。在建筑设计的过程中，必须要采取有效措施做好建筑的抗震设计，同时在抗震设计中应严格遵守设计的原则和理念，确保抗震设计的质量和水平，进而达到提高建筑抗震性能的目的。

参考文献：

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[2] 李腾.新时期土木工程结构抗震设计策略[J].智能城市，2018（3）.

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