建筑工程结构设计中抗震问题的分析

王昊

（山西五建集团有限公司，山西 太原 030013）

0 引言

近几年，高速发展的国内经济为民众带来了过去从未体验过的物质生活，但频繁发生的自然灾害事故也让其对建筑工程的质量提出了一系列新要求，因此需要重视建筑工程结构设计中涉及的抗震设计问题。相关改革实践的重点在于保证建筑工程整体结构的稳定性和可靠性，让其能够真正成为保障民众生命以及财产安全的庇护所，以此为出发点，才能够以全方位满足民众的居住和生活需求为前提推动国内建筑工程施工行业的转型发展。在建筑工程的抗震设计之中，要注意全方位把控各个环节的细节问题，并且需要全方位分析把控建筑工程所在区域的实际情况。

1 建筑工程结构抗震设计的意义

地震是较为常见的自然灾害，并且拥有较强的破坏性，由于我国属于世界两大地震带的交会地段，所以必须重点关注地震灾害所造成的负面影响，并且我国也经历过地震灾害的伤痛（图1）。在建筑工程的结构设计之中，如果不能通过建筑工程的抗震设计把控好各个环节的细节问题，则会直接影响到群众的生命和财产安全。现阶段，政府部门已经出台了相应的行业政策和规章制度来约束建筑工程结构设计中的抗震设计问题，并且有关单位也在严格执行上级部门制定的设计标准，但实际设计工作中仍旧存在诸多需要进一步解决的问题。从宏观角度分析，由于人类对于地震灾害的了解仍旧处于相对初级的阶段，所以有关注建筑抗震设计的改革实践也仍旧处于相对初级的阶段[1]。基于上述现状，需要重点关注建筑抗震设计问题的研究实践，并且需要引导各地根据自身的实际情况制定切实可行的建筑抗震设计标准，从而提升建筑物的抗震性能，并且在满足民众实际需求的基础之上推动建筑设计以及施工行业的转型发展。

图1 地震灾害剪影

2 建筑工程结构抗震设计需要遵循的原则

综合相关环节的因素分析，需要在建筑工程结构抗震设计工作中重点遵循以下原则。

（1）多重防线原则。无论何种规格、形制的建筑工程，建筑物墙体的厚度会直接影响到建筑物结构的稳定性和整体抗震性能。即便是遇到突如其来的地震灾害，结构稳定的建筑物也能够较为完整的保存下来，并且尽量降低对于住户财产和生命安全造成的负面影响。在此基础上，墙体厚度较高的建筑物还能够抵挡风雨的侵袭，如此既可以延长建筑物的使用寿命，又可以在发生地震灾害时最大限度地降低负面影响。需要强调的是，单一结构形式的建筑物可能会无法抵御地震等突发地质灾害所造成的负面影响，因此在建筑抗震设计之中设计人员需要尽量使用框架剪力墙结构或是多支墙结构，进而提高整体建筑工程的稳定性，帮助其抵御地震等自然灾害的侵袭[2]。

（2）弹性适中原则。弹性适中原则指的是需要在建筑工程的抗震设计之中控制好整体建筑工程结构的弹性。在建筑工程结构弹性较低、刚度较大的情况之下，一旦遭受到外界环境因素的影响变有可能会造成不可挽回的问题。需要注意的是，在建筑结构弹性较大的情况之下也会有可能造成负面影响。具体表现为会因为建筑结构弹性和外力的双重影响而使得内部细微结构出现倾斜问题。如果这方面的问题得不到有效解决，则有可能会引发建筑物整体结构的变形，进而影响到建筑物的使用寿命以及住户的生命及财产安全。总之，建筑结构的弹性不宜过小或过大，需要在实际抗震设计环节将其控制在标准的数值之内，进而在提高建筑结构稳定性的基础之上延长其使用寿命。

（3）建筑整体性原则。在建筑结构抗震设计之中还必须要遵循整体性原则，以保证建筑结构的稳定性并且保证整体施工质量。正常状态下，建筑结构需要承担来自于各方的压力、载荷，因此能否让各个环节的结构紧密联系在一起便成为保证结构稳定性和整体抗震效果的基本前提[3]。这需要设计人员在整体性原则的指导之下分析把控建筑物的受力情况，进而保证其整体结构的稳定性、提高其抗风险能力。

（4）主次有序原则。实际抗震设计工作中，设计人员通常会习惯于对比支撑柱子的粗细、直径。虽说此举的出发点在于保证建筑物整体结构的稳定性，但由于建筑物结构内涉及了很多结构复杂、功能各异的构件，并且相关构件实际发挥出的作用也非常有限，因此设计人员必须以全方位了解相关构件的功能和性质为前提开展有关环节的对比工作，否则便让相关环节的对比工作失去了应有的意义。在此基础上，还应当在主次有序原则的指导之下协调好各个构件在整体建筑工程结构之中的功能定位，借此来实现后续施工质量的全方位提升。

3 建筑工程结构抗震设计的重难点

3.1 根据实际需要做好抗震类型的选择工作

根据实际需要做好抗震类型的选择工作是保证整体抗震设计工作有效性的基本前提。这一环节的改革实践之中，需要设计人员准确了解工程所在区域的地震等级、建筑工程项目的功能属性、技术难点以及后续的使用及运营维护管理要求。在整合上述因素的基础之上，才能够让相关环节的结构设计以及抗震设计工作发挥出应有的作用，切实保障建筑工程的安全稳定。实际工作中，需要在建筑工程结构设计工作原则的指导之下完成好有关环节的抗震设计工作，并且需要让设计人员在实际调查的基础之上出具设计图纸，以保证整体设计流程的规范性和有效性[4]。在此基础上，要允许设计人员根据实际设计工作中遇到的问题制定对应的处置措施，并且需要让其在出具设计图纸的基础之上做好相关环节的技术交底工作，进而为后续各个环节的施工作业打好基础。

3.2 做好建筑工程施工区域的选择规划

建筑施工的特殊性决定了施工区域的实际情况会直接影响到工程质量，因此要注意做好这一环节的选择工作。前期规划设计之中，需要在综合考虑施工区域周边环境、施工技术难点以及工程项目技术要求的前提下开展施工区域的选择规划，并且为后续各环节施工作业的有序推进打好基础。工程项目在结构类型以及功能方面的差异会对于施工区域拥有不同的要求，之后上级部门也对于施工区域进行了一系列安全等级方面的规划调整，因此在前期规划设计环节选择施工区域时还需要综合考虑这方面的因素[5]。综合各个环节的因素分析，如果是大型商场或是居民区等建筑工程项目，则需要尽量将其安排在不易发生地震的区域。对于一般性建筑工程的施工建设，也应当根据其潜在的地震风险制定对应的引导管控干预措施。总体来说，面对潜在的地震风险，需要在综合考虑各环节因素的基础之上选择最为适宜的建筑施工区域，进而在保证建筑工程结构稳定性的基础之上提高施工质量。

3.3 选择科学合理的建筑结构体系

建筑工程结构抗震设计的出发点在于提高整体建筑工程结构的稳定性，进而让其在面对地震等突发地质灾害时能够保护人民群众的生命和财产安全。基于上述目标分析，必须在相关环节的设计实践之中选择科学合理的建筑结构体系，切实提高建筑物框架的抗震等级。综合相关环节的因素分析，需要在这一环节的改革实践之中重点关注以下问题：首先，设计人员在面对特定的建筑工程项目时必须要坚持整体化的思维模式。重点在于在能够保证建筑物结构稳定性和实际抗震性能的基础之上可以适当“放弃”某些次要的建筑构件或是细节层面的结构体系。其次，设计人员要在实地调查的基础之上准确掌控特定建筑项目地震载荷作用的传播路径。这方面的地震载荷作用主要以水平载荷为主，要注意通过相应的设计措施保证建筑物能够在水平方向实现均匀载荷。如果建筑工程有设计的转体结构，那么就必须要保证对应的载荷能够在转换层内发生1 次或是2 次的转换，如此才能够保证整体结构的稳定性。最后，结构抗震设计之中设计人员还需要保证建筑物结构的刚度和强度都能够在规定的数值之内。以此为前提，要尽力实现有关建筑物构件的均匀载荷，以免因为载荷不均匀而影响到整体建筑结构的稳定性，并且在出现地震灾害事故时造成难以挽回的后果[6]。

3.4 保证建筑物的刚度

无论何种规模、结构的建筑工程项目，保证其刚度都是提高其抗震性能的基本前提，因此要注意提高对于这类问题的关注度。综合各个环节的因素分析，建议从以下层面着手完成建筑物刚度的提升改革实践。

首先，材料环节。建筑原材料是组成建筑工程的基础要素，并且原材料质量也会对整体施工质量造成影响。基于上述现状分析，应当在建筑工程的结构抗震设计之中提高对于原材料采购工作的关注度。如此既能够达到节省施工成本的目的，又可以从源头着手推动建筑工程项目抗震性能的全方位提升。这需要设计人员在前期设计阶段提前做好施工材料的分析预案，并且在技术交底环节将这一环节的内容准确告知施工单位，必要时应当协助其完成好原材料的采购工作。近几年，国内建筑施工行业已经进入了转型发展的新阶段，因此原材料供应市场也在向着日渐多样化的方向发展。个别不法单位或是个人也正在通过以次充好的方式谋取私利，因此无论是从提高建筑物抗震性能还是整体施工质量的角度分析，都应当提高对于这类问题的关注度[7]。

其次，需要注意做好现有建筑工程项目的加固处理。建筑施工过程中，可以根据工程项目的具体性质来做好建筑工程项目的加固处理，借此来提高其抗震性能。近几年，上级部门已经针对建筑物的加固处理作出了详细规定，因此需要提高对于这部分问题的关注度。具体来说，需要根据建筑工程项目的性质以及后续使用需要选择对应的加固材料、制定科学严谨的加固方案，进而让相关环节的加固实践能够发挥出应有的作用[8]。

最后，需要做好建筑平立面的规划布置工作。参照实际工作经验可知，建筑平立面的规划布置情况会直接影响到建筑物的抗震性能，对此设计人员同样需要提高关注度。实际设计工作中，设计人员要根据工程项目的实际情况并且需要在整合各环节因素的基础之上做好建筑平立面的规划布置工作。条件允许的情况之下，应当尽可能选用对称或是平面规整的建筑结构，如此既可以保证整体建筑结构的稳定性、又可以将建筑结构的刚度控制在标准统一的范围之内[9]。在此基础上，还需要尽量避免建筑物出现竖向凹凸的问题，这可以达到稳定建筑物竖向刚度的效果，之后便可以提高其抗震性能。实际设计工作中，设计人员可以根据实际工作需要通过抗震缝设计的方式避免在出现地震灾害时两侧的建筑物发生相互碰撞的问题。由于抗震缝的设计对于设计人员的专业素质是一项极大的考验，加之需要将其设计在结构变形较为敏感的部位，所以需要设计人员在工作中审慎应对[10]。

4 结语

抗震设计是建筑工程结构设计中的重要组成部分，因此必须要提高对于这类问题的关注度。实际工作中，应当在理清楚相关理论概念的基础之上推进各环节细节工作的优化调整，最终营造出全新的建筑物抗震设计格局。本文立足于实际工作经验针对相关问题进行了讨论分析，希望能够进一步推动各项细节工作的优化调整。