建筑结构抗震设计分析

马冬静

（大同市建筑设计研究院， 山西 大同 037000）

当前，如何提高建筑的抗震效果已经成为城市建筑物建设过程中广泛关注的问题，也是一个难以有效解决的问题。想要提高建筑物的抗震效果，不仅需要从建筑物所在位置的地质构造入手，还要考虑建筑物所使用的建筑材料以及建筑物的结构特点。因此，为了使建筑物具有更强的抗震性能，需要对其结构进行科学合理的优化。

1 建筑抗震结构设计的现状

1.1 未掌握建筑物本身建筑结构设计等级

在建筑结构抗震结构设计上，若对抗震等级把握不准，将会直接影响建筑结构的工程造价和工程质量。由于个别设计人员不顾工程成本的考虑，过多的考虑安全问题，在设计时有意或无意的提高了抗震设计等级，这样虽保障了建筑结构的安全性，但是给建筑物的投资和造价带来了直接的影响。

1.2 建筑材料不满足要求

建筑物的质量越大，地震作用下的影响也越大。因此，在建筑结构设计的过程中，应该尽量采用轻质材料，改善建筑物的抗震性能。但是，在建筑结构的设计过程中，我们更多的是考虑建筑结构的安全性，对新型建筑材料的使用重视度不够，尤其是在高层建筑的使用过程中，对于高强混凝土和钢筋的使用存在不合理的情况，过多的采用混凝土将会造成材料的浪费，同时也会增加建筑物的体重，反而对抗震带来不利影响。

2 建筑物的抗震结构体系

2.1 框架结构

框架结构是建筑物主要的抗震结构之一，得到了比较广泛的使用。框架结构使用的主要优点在于能够为建筑物的内部构造设置灵活空间，这对底层建筑而言不会对其结构产生较大的影响。框架结构有自身的缺点，比如其对于建筑物的层数有较大限制，主要是由于框架结构属于柔性结构。总之，框架结构一般适用于层数较少的建筑中，并且抗震效果不是非常明显。

2.2 剪力墙结构

剪力墙结构是工程中运用普便的一种结构形式，与框架结构相比，它是抵抗水平地震力作用较为突出的一种结构形式，但为了保持平面外稳定，剪力墙结构必须依靠各层的楼板作为支撑，所以，这就决定了，其主要适用于小开间的房屋设计，如旅馆、公寓和高层建筑，使用功能比较受限。

2.3 框架——剪力墙结构

所谓框架——剪力墙结构，也就是工程中说的框剪结构，即在框架结构的基础上增加剪力墙结构，相当于在柔性结构中增加一部分的刚性结构，既能够保证房屋建筑设计的灵活性，也能够增强房屋建筑的牢固性。框架剪力墙结构不同于单纯的框架和剪力墙结构，设计计算相比更加复杂一些，它要求框剪结构中底层框架在规定的水平力作用下所承担的地震倾覆力矩的比重达到一定要示，才可以按框剪结构设计，否则按纯框架设计或纯剪力墙设计，框架剪力墙的受力体系是由框架和剪力墙组成的新的一种受力体系，由于框架结构在下部楼层位移较小 ，而在上部楼层位移较大，这对剪力墙结构来说，恰恰相反，这样相互排斥的关系，注定该体系不适合高度太大的结构，一般来说，它的高度低于纯剪力墙结构，但可适当高于纯框架结构。因此，在结构设计时，应该对楼房高度进行合理控制，确保框架和剪力墙的变形程度基本保持一致，才能更好的发挥框架剪力墙的优势。

3 建筑抗震结构设计的优化

3.1 建筑结构的选择优化

当前，建筑物的结构是多种多样的，主要包括框架结构、框架——剪力墙结构以及剪力墙结构等。在进行建筑物的设计过程中，要充分结合建筑物建设的特点进行相应的分析，通过综合考虑建筑物在建设过程中的受力情况等来选择合适的建筑结构，并且与此同时要考虑到建筑物所在的地质环境以及对于建筑物抗震效果的需求。通过将设计理论与实际的建筑要求结合起来，才能够制定出完善的建筑设计方案。

3.2 建筑结构的功能优化

对于建筑物来说，在进行建筑设计之前就已经确定了其相应的功能，用于不同的用途，比如住宅、办公楼、商场、停车场等。因此，不同的建筑都有着自身不同的需求，在进行建筑设计时需要根据这些要求进行相关抗震效果设计。因此，在进行建筑设计时，要对不同的功能区域进行划分，并且要根据各个区域的功能对其抗震结构进行优化，提高建筑的实用价值。

3.3 建筑结构的尺寸优化

在对高层混凝土进行施工设计时，对建筑每一个单元都已经明确了相关的尺寸即要求，对所使用材料的形状也都进行了明确的规定，因此，在建筑施工过程中，要严格根据设计要求进行相关材料的切割，保证每一材料的使用都能够符合相应规范，在最大程度上保证材料使用的合理性，从而降低工程建设的成本。

3.4 建筑结构的体系优化

除了以上几点外，建筑抗震结构设计中的重点还包括建筑结构的体系优化。因此，在对建筑结构体系进行设计的过程中，要充分遵守相关的设计理念，秉着对称、规则的要求进行相关结构的设计。除此之外，由于建筑在施工设计的过程中会存在较多的可变因素，因此需要根据变化不断的对设计方案进行调整和优化，使得建筑在满足建设要求的前提下具有更加优良的抗震性能。

4 建筑抗震结构设计的方法

4.1 推广消震和隔震措施

在高层建筑结构抗震设计的过程中，建筑物的体积和形状对抗震的影响很大。形状规则的建筑物将表现出更为良好的抗震性能，但由于建筑结构要求满足功能性使用的需要，留给建筑结构发挥的空间有限。因此，在建筑抗震结构设计过程中需要采取有效方法减少地震对建筑结构的影响，其中一个主要方法就是推广消震和隔震措施。当前，我国的地震发生频繁的地区房屋建筑都采取了一定消震和隔震措施，尤其是对建筑来说更是如此。消震和隔震措施的基本原理是通过对房屋建筑的刚度进行控制，能够使得房屋在地震发生时处于塑性的状态，使地震所带来的强大能量大部分都被消耗掉，建筑物本身所承受的地震的压力变得非常小，增强建筑物抵抗地震灾害的能力。

4.2 减少地震时的能量输入

减少地震时的能量输入也是建筑抗震结构设计的一个主要方法。建筑物在地震发生时被破坏的一个非常重要的原因就是其对于地震所产生的能量不能够进行合理的传播，因此，在进行建筑物的设计过程中，要充分的考虑建筑物承载力、地震所带来的位移等，从而使建筑的设计具有更强的变形能力和弹性。通过对建筑设计的实际需求进行相应的分解，能够使得其对于地震的能量进行有效的传输，降低地震对于建筑物的破坏程度，更好的保证人们的生命和财产安全。

4.3 设置多道抗震防线

所谓设置多道抗震防线，是指在高层建筑结构抗震设计方面，利用一些耗能杆件的屈服和弹塑性变形来消除地震能量，从而使得建筑结构的各个构件处于一个稳定的状态，避免构件因为地震作用力的影响而出现破坏。因此，建筑结构的各个构件都应该具有良好的抗变形能力，能够做到“小震不坏、中震可修、大震不倒”，当遇到强震的时候，能够有足够的变形时间来保证建筑物不会马上脆裂破坏，能够留出足够的时间和空间保证人民群众的安全。同时，还需要考虑余震的影响，设置多道抗震防线，避免余震的作用导致建筑结构损伤的积累而导致建筑坍塌。

5 结语

综上所述，本文主要对建筑结构抗震设计的现状、结构、设计内容、设计方法进行了总结与分析，能够更好的提高建筑结构的抗震特性，对建筑工程的可持续发展有着重要意义。由于建筑抗震结构的设计已经成为城市建筑工程中重点关心的问题，因此需满足建筑未来发展的实际需要。通过对于建筑抗震结构的优化，能够提高建筑抗震性能，从而确保建筑的实用价值。