建筑结构设计中的抗震设计

张图

摘    要：地震发生频率的增加，使建筑结构设计中的抗震设计逐渐受到人们的关注，并希望通过提升抗震性能保护居民的生命财产安全。不过目前的抗震设计因思虑不周，还存在一些问题有待解决。本文就对建筑结构设计中的抗震设计展开重点分析和探讨，以供参考。

关键词：建筑结构设计;抗震设计;生命财产安全

1  引言

近幾年，地震发生频率增多，为我国经济效益及人们的生命财产安全带来了严重威胁。为减低地震影响，建筑设计中科学规划抗震设计显得尤为重要。设计人员应做好建筑所在区域内地质地形、环境、历史数据的勘察，遵循现有原则要求，开展设计活动，优化建筑的抗震性能。

2  建筑结构抗震设计的内涵

地震灾害带来的危险和损失极大，需要在建筑结构设计中，合理规划建筑结构的抗震性，以抵抗不同等级地震灾害的影响，将损失和危险降到最低。建筑结构的抗震设计其实就是通过加强建筑结构间的连接和制约，实现应力的均衡划分，控制地震波变动带来的影响，从而维护建筑的安全性。

目前在抗震设计中，一方面设计人员会结合建筑结构整体情况，以科学方式做好结构间的有效连接或分离，实现对地震波的均衡处理，抵消其带来的危险性;另一方面会利用增加抗震防线的方式，将震中和震后带来的影响科学控制，降低地震带来的不良影响。或者还会通过判断结构构件的强弱关系，添加适当防护措施，优化抗震性能。也只有这样，才能提高建筑结构的刚度、承载力，加强建筑抵抗外力干扰的能力，减弱地震带来的负面影响，如图1所示。

3  建筑工程结构抗震设计原则

3.1  简单化

根据现有资料分析可知，越简单的建筑结构抗震性能越强，在地震灾害中受到的损失越低。这是因为简单的建筑结构在受力规划时，能够做到清晰明确，均衡性较高。而繁杂的建筑结构需要设计人员对每个结构的特征和功能加以分析，考量其受力情况及可能存在的外界压力侵扰，由于复杂结构考虑内容的繁杂性，会存在不周全的现象，进而导致结构应力划分不均，在地震波作用下，出现了破损、裂缝、位移等问题。再者，越简单的建筑工程结构体系还能够有效降低地震所带来的危害性程度，弱化地震作用中的力学传递，进而保障建筑的抗震效果。

3.2  整体性

建筑结构抗震设计应从整体性角度出发，分析结构间的关系，掌握不同结构的受力特点，这样才能更加合理地开展力的均衡划分，在地震灾害发生时，借助结构间的相互作用力，将地震产生的多余振动缓解掉，如图2。地震灾害波及的是整个建筑结构，不是单纯的某一个部位，从这方面考虑也应该加强整体布局考量，提高设计合理性，优化建筑的抗震性能。

在设计过程中，还需充分考虑可能影响到建筑工程项目稳定性的各个因素，做到严格规避，加强各结构部分之间的协调性，对于各个部分直接的力学作用特点予以精确分析。

3.3  抵抗性

建筑结构抗震设计的目的是增强建筑结构抵抗地震灾害的能力，保证建筑的稳定性，延长建筑的使用寿命。在设计中除要遵循上述原则外，还应加大对抵抗性设计的关注力度，完善建筑的抵抗性能，化解地震带来的不良影响。在建筑工程结构设计时，需先构建较为理想的抵抗力，这样也就能够促使其在发生地震时发挥出相应的抵抗效果，体现出建筑较为理想的预防性效果。不过需要注意的是，在抵抗力设置中，参数数值不宜过大，要在保证建筑稳定性的基础上科学规划，维持建筑结构受力的均衡性。

4  建筑结构设计中的抗震设计的注意事项

4.1  建筑位置的科学选择

科学选择建筑位置是实现建筑保护，降低外界不良因素侵袭的重要手段。在建筑结构抗震设计中，为减少建筑受地震灾害的波及，加强建筑稳固性和实用性，需尽可能的将建筑安置在板块变动不明显的地方。不过随着社会发展，建筑数量的增多，遇到的复杂地形也在增加，这样情况下，建筑位置确定的科学性与否，需要设计人员根据抗震要求加以综合分析与考量，以避免地震中强烈晃动对土体带来威胁，降低建筑坍塌率。也正因如此，设计人员在建筑场地选择中，要先做好地质地貌的勘察工作，了解建设区域内土体结构及分布情况，确定建筑所在位置。最好是将建筑放置在开阔、平坦的土地上。

此外，在设计中，还要对土体密实度、坚硬程度、凝结度等物理性能加以分析，确定荷载压力，合理规划结构组合形式，优化抗震性能。如果实在无法避开这些地方，就要求设计人员发挥所长，展开合理的改造，根据相应的抗震级别采取地基加固和结构加固措施，如地桩法等，以减少地震带来的危害。

4.2  设置多重抗震防线

建筑结构抗震设计中，设计多道抗震防线，可有效削弱地震发生时，剧烈震动对建筑结构的影响，加强结构间连接的紧密性，优化建筑抵抗和稳定性能。目前在开展建筑结构抗震设计中，设计人员会通过构件的科学使用开展多重抗震防线的设计工作，为建筑提供坚固保障。如利用延展性较好的构件设计第一道抗震防线，确保在一定振动频率下，结构间的稳定连接。之后再利用其他构件设置二、三道防线，逐渐削弱地震波造成的影响，减弱冲击力，增强建筑的荷载承受能力，避免坍塌事故的发生，维护人们的生命财产安全。

4.3  科学布局，减少地震能量

利用合理布局结构削弱地震能量影响，是降低地震灾害中建筑破损率的重要措施。为此，设计人员在工作开展中，应从土木工程结构入手，对基础结构的性能要求加以分析和计算，并结合现场环境，预测引发位移问题的原因，做好定量分析，之后根据这些数据开展结构设计，以提高结构抵抗能力，削弱地震能量，做好建筑结构的科学保护。同时，在地震发生的过程中，为控制建筑物所可能遭受的破坏与变形，还需要定量分析，合理设计建筑下层位置移动的延性比，该方法尤其适用于地质硬度较大情况下的土木工程建设。

5  常见结构的抗震设计

5.1  防震缝设计

防震缝设计是对符合标准要求建筑，实行抗震性能提升的一种有效方式。防震缝设计的目的是，让建筑结构按照功能和作用进行科学划分，在不影响建筑结构连接性的同时，增强结构的独立性，从而避免地震发生时，产生牵连影响，优化建筑结构质量。防震缝设计中，缝隙两侧应该预留出合适的宽度，这样可以使防震缝同上层建筑物分开，当地震发生时，防震缝可以很好的减缓地震带来的波动，建筑的某一单元受到损害不会影响到其他部分。

5.2  墙体设计

建筑在地震影响下，最先出现问题的就是墙体结构。墙体是建筑的主要支撑结构，在地震发生时，地震能量会从下部向上传导，下部结构受到破坏后，作为支撑结构的墙体所承受的荷载压力将逐渐增大，导致自身出现不均的裂缝问题，且随着能量的传递，裂缝也会逐渐向上延伸，破坏了建筑整体的稳定性。

对此，在建筑结构抗震设计中，完善墙体设计是非常必要的。墙体设计要制定明确的目标要求，编制总体规划方案，之后对方案内容实行逐步细分，改善设计质量。墙体设计中重点注意横纵向设计内容。在横向设计中需保证均匀性，这样地震能量传导中，墙体才不会出现横向位移问题;纵向设计中则要注重竖向结构的抵抗能力、强度和刚度，减少竖向裂缝的产生，削弱地震能量传导对墙体的伤害，避免建筑倒塌。一般情况下，建筑的强度主要受墙体数量的影响，假如墙体量没有达到要求，建筑的结构空间就会产生隔断，建筑的强度自然无法得到保障。相应的，建筑结构的抗震能力也会相对减小。所以说，墙体的设计和分布对于抗震设计而言具有关键性的作用。

5.3  屋顶设计

屋顶的设计主要集中在结构形式的规划上，目的是减轻建筑自重，优化建筑质量。在现代建筑设计中，建筑质量越高，稳定性也会越好，受外界环境或自然灾害的影响也就越少。但因受到建筑自身特点的影响，自重会随着稳定性要求的提升而逐渐加大，一旦结构出现问题，在自重影响下，建筑也会发生严重的坍塌事故，威胁人们的生命财产安全。为此，设计中要对建筑自重加以控制，以期改进建筑质量，减轻建筑结构重量。其中屋顶设计就是重要一环，在确保屋顶结构满足规定要求的基础上，适当降低屋顶重量，缩小建筑自重，以提高整体结构的稳定性。

6  结语

综上所述，在现阶段建筑行业发展中，建筑数量越来越多，面临的环境也越来越复杂。在开展建筑结构设计时，为维持建筑结构稳定性，增强其抗震性能，设计人员就需合理规划建筑结构布局，做好屋顶设计、墙体设计以及防裂缝设计，以此规避地震灾害的威胁，保护人们的生命财产安全，为现代化城市发展贡献力量。

参考文献：

[1] 赵刚.浅析建筑设计在建筑抗震设计中的重要作用[J].建材与装饰，2019（18）.

[2] 余万里.浅析建筑设计在建筑抗震设计中的重要作用[J].低碳世界，2019（5）.

[3] 魏秀瑛，张同文.浅析土木建筑工程設计中的抗震设计要点[J].江西建材，2018（12）.

[4] 王艳红.抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用分析[J].居舍，2019（13）.

[5] 杨德明.抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用[J].住宅与房地产，2019（6）.