建筑结构设计中的抗震结构设计

舒添

（中匠民大国际工程设计有限公司山西分公司，山西太原 030000）

0 引言

建筑工程中进行抗震设计，已经在全球范围内得到高度认同，不仅能有效提升建筑质量，还能使建筑具有抗震性能，保证人们生活、生产的安全，建筑设计过程中为提升建筑构架的设计水平，促使建筑抗震能力得以改进，设计人员需要针对现在建筑中抗震方面的问题进行分析，并根据抗震设计的基本问题制定相关措施，进而保证建筑工程具有抗震效果，降低地震对建筑造成的损害，确保人们在面临自然灾害时提升建筑安全继而保障人身财产安全，如图1所示。

图1 建筑抗震加固

1 抗震设计的基本原则

1.1 对建筑结构进行整体的规划

为保证建筑具有抗震效果，在建筑工程设计过程中，要优先考虑建筑物整体结构，并对建筑结构在地震情况下的整体反应进行高度关注，根据此类反应进行具体分析和计算，选择适当的材料和设计方式进行建筑工程的抗震设计，以此提升整体建筑物抗震效果[1]。实际设计过程中，需要减少建筑物薄弱部分，避免建筑物在地震过程中，受薄弱部分影响，造成整体破坏，因此需要对建筑结构进行整体规划。建筑设计人员需要对建筑设计过程综合考量，并综合规划抗侧力的结构，以此保证建筑设计具有均匀性和对称性，拔高建筑整体的规整性，优化抗震效果。

1.2 保证建筑结构物的结构刚度

建筑物设计过程中，设计人员需要对地震作用力的双线性进行充分考虑，以此保证建筑物能够在各个方面对作用力进行抗衡[2]。首先设计人员需要在主轴方向合理控制高度。其次在设置结构高度时，还需要考量建筑物的变形方位，运用相应的柔性结构，分担整体建筑的外力，减少地震作用力下对建筑整体结构的影响，进而减少人员伤亡和财产损失。

2 建筑抗震设计问题

2.1 结构体系与材料方面缺陷

建筑工程项目施工过程中，建筑物的材料以及整体结构体系是人们高度关注的问题，需要设计人员以及施工人员正确选择。在地震高发地带有效选择材料对建筑结构体系设计具有重要意义[3]。现阶段建筑结构中，我国建筑主要以钢筋混凝土为主，因此在变形控制过程中，要充分考虑位移限制。但是由于设计需要根据建筑的实际情况分析，所以钢框架系统改变工作难度随之加大，无法有效控制建筑的变形侧移度。此种情况在建筑中存在不利于提升整体建筑的抗震效果，并使钢结构的荷载力不断增加。建筑设计中需要对整体结构体系进行考量，因此结构转换设计工作开展很有必要。在一般建筑中，会加强转换层的强度刚度，而此种设计会在一定程度上造成刚度突出的情况，使相邻柱构件间的剪力不断增加，减弱了建筑体的抗震性。

2.2 高层建筑和超高建筑两类建筑抗震设计不足

随着我国社会经济不断发展以及资源节约需求不断加大，我国高层建筑规模也随之扩大，甚至存在超高建筑，此种情况要求设计人员从设计之初就必须关注高层抗震能力。由于高层建筑和超高建筑具有一定高度差距，因此超高层建筑物在地震中受到的破坏力会比普通高层增强，建筑整体的抗震性能减弱，无法抵御地震灾害[4]。首先相关建筑人员需要对建筑实际情况进行调查，并在相关经验和案例的基础上，对此种建筑进行合理论证，其次设计人员还要拟建模型进行实验。但是在我国的部分建筑结构中，出于对成本的考量，此种步骤会相应地缩短和减少，而此种做法会造成建筑体质量降低。

2.3 短柱和轴压比在设置过程中存在的问题

目前我国高层建筑在施工过程中为有效控制柱的轴压比，会增加柱的截面面积，此种情况，即使在建筑中运用高强度的混凝土，也无法对其进行舒缓[5]。为了减少此类情况，在设计中会采用限制柱轴压比的设计，但是此种设计会造成混凝土被压碎，建筑结构延性逐渐下降的后果，对建筑物的抗震性能造成负面影响。

3 结构设计中提升建筑抗震能力的策略分析

3.1 结构设计中对整体构造设计进行有效优化

整体设计建筑物过程中，设计人员首先要对建筑物的结构体系进行整体考量，对于地震发生过程中对建筑的作用力进行研究，并根据此考虑建筑物抵御地震作用力的效果，与此同时，相关设计人员还要对不同结构体系适用的抗震措施进行研究，从而在具体设计过程中能够提升建筑的整体经济效益和安全性，减少地震带来的影响[6]。其次设计人员要对工程的实际情况全面掌握，并在此基础上对建筑整体结构体系的优化工作进行规划。在建筑结构体系的设计过程中，要保留一定的余度减少地震对建筑结构的破坏，使整体构架能够对地震作用力进行分散均衡，以此保证建筑部分构件在地震中即使被破坏，也不会影响到整体建筑的抗震性能。再次在设计建筑过程中，设计人员需要把震害的传播路径进行分析和考量，并在结构图中进行清晰标注以此保证设计人员能够在建筑设计过程中对建筑物的抗震性进行全面顾及，以此满足建筑的抗震需求。

3.2 结构设计中对抗震位置进行合理选择

设计人员在进行抗震设计过程中，需要选择具有抗震优势的场所，并且保证此场所在地震过程中受到震感影响比较小，以此借助其地理条件完成整体建筑的减震目标[7]。在一般情况下，建筑工程中不能将地质不均匀以及软弱地质区域设置为抗震场所，此种地区在地震过程中受到地震损害和影响比较大，无法发挥其抗震功能。若是在实际设计中对此种区域的抗震设计无法进行规避，则需要对地基进行优化处理，以此保证地基结构能够对地震进行防御，提升整体建筑的强度，进而展开建筑抗震设计。此外设计人员还需要根据地基场地的实际情况以及财务和材料状况进行抗震设计措施的实际考量。

3.3 结构设计中对抗震荷载进行恰当处理

为保证建筑物能有效抵抗地震灾害进行，相关设计人员在结构设计过程中需要遵循强弱协调的设计原则，对建筑中的节点、柱等位置强度进行相应的提升，并对建筑结构中梁、拉力中心等部位强度进行相应的减弱，以此避免地震中建筑节点会被地震波过早破坏，使建筑其他结构承受力增加，此过程中相关设计人员需要提升柱端承载力，使承载力高于梁端的承载力，如此方能提升整体建筑的荷载可承受性，减少地震中遭受的损害。与此同时，相关设计人员还要根据具体的规范，需要对整体建构荷载进行调整，使其在合理范围内达到最大，以此提升整体建筑的抗震性。

3.4 结构设计中根据建筑类型选择适当抗震构造

建筑设计过程中，设计人员需要根据建筑种类选择适合建筑物整体构造的抗震构造进行设计，从而提升建筑整体结构的抗震性，保证建筑结构能够与抗震结构一起抵御地震灾害带来的威胁[8]。在建筑设计中一般会设计砖混结构建造建筑体，砖混结构中一般会运用水平圈梁加内外连接墙的构造进行实际建筑，而水平圈梁能有效约束和抵御外力损害，内外结构墙能有效提升整体建筑的塑性变化减少其位移程度，进而保证工程的整体性和延展性得到提升，使建筑的防震性能得以增强。

3.5 对结构自重弱化处理

建筑结构中，如果地基条件相同，设计人员对建筑进行抗震结构设计也须加以考量，不能根据经验直接设计。现代建筑中为了提升经济效益控制成本，一般情况下会控制结构成本，自重使建筑层数不断增加，而此种情况使建筑质量受到一定的影响，会增加建筑在地震中的坍塌危险。为了有效缓解此类现象，可以在建筑设计中运用质量较轻的材料，减少结构本身重量，达到质量控制的效果，现在建筑行业中建筑的抗震性会随着人们的需要以及自然灾害的提升不断增加，为保证建筑的整体抗震性，需要对建筑的变形能力进行控制和预测，因此在设计过程中，通过相关的参数确定建筑构建的最终值。

4 结语

总而言之，随着经济的发展，我国建筑行业不断扩大，在建筑过程中逐渐融入满足人们生活需要的功能。建筑中进行抗震设计，能有效抵御地震损害，此种措施在世界建筑中也具有高度的评价和研究价值。但是地震属于自然灾害，存在不确定性以及多样性因素，因此在实际设计中需要根据建筑情况以及当地的地理环境进行研究，选择适合的抗震设计，并改进现在抗震设计中存在的问题，提升抗震结构设计在建筑中的实用性，保证人们生活生产安全，为人们的生命财产提供技术性保障。