建筑结构设计中抗震结构设计探究

建筑结构设计中抗震结构设计探究

赵彦江

身份证号：13012919861224XXXX河北石家庄050000

摘要：抗震结构设计是建筑结构设计的重要工作，在目前的建筑设计中得到了更多的关注。抗震结构设计需要从长远的使用考虑，更新传统设计理念中不完善的因素。目前部分地区的仿真结构设计依然没有进行更新和完善。首先，是抗震结构设计没有深入分析国家行业的走势和日常数据，如果将一般建筑的要求应用在高层建筑设计中将会带来工程上的缺陷。其次，抗震结构设计理念没有与时俱进，借鉴国际上的先进经验和成功案例抗震结构设计，给建筑抗震结构设计带来很多漏洞，容易发生安全事故。工程技术人员要充分应用先进的抗震设计理念，完善原有的结构设计准则，采取可靠性更强的抗震结构使建筑质量得到保障。

关键词：建筑结构；抗震机构设计；作用

1抗震结构设计的作用

建筑工程抗震结构设计主要有如下作用：首先，可以保证建筑物在遇到常规性地震，在本地区规定的设防烈度范围之内可以保护建筑物完好无损，可以继续正常使用；其次，保证建筑物在遇到强度较大的地震时，造成的损坏经过修整可以保证人们的生命财产安全不受到损失；最后，保证建筑物在遇到罕见烈度极大的地震时，建筑物不至于坍塌。

2抗震结构设计需要遵循的原则

抗震结构设计中运用的构件对承载力、刚度、稳定性和延性等方面有更严格的要求。针对结构构件较为薄弱的环节要采取抗震力更高的有关措施，避免使用竖向荷载力承载构件。此外，抗震结构体系需要延性较好的结构构件进行连接，例如，在框筒结构的抗震设计中可以将框架和剪力墙进行整合应用。多道防线设计也是必不可少的，可以避免首次破坏后造成建筑物的余震损坏情况发生，不同的防线可以实现延性和刚度的有机统一，将地震产生的能量被耗散掉，保证建筑结构的抗震效果。由于抗震结构中构件的强弱不同，因此需要使抗测力构建在主耗能构建防线被破坏之后可以进行弹性适应，防止结构倒塌和进一步损坏。

3抗震结构选型和结构布置

3.1选择结构材料

建筑抗震结构材料关系着建筑结构抗震能力，在材料选择时应该根据建筑方案设计来进行，同时应该研究确定建筑形式和建筑结构体系。这样最终确定的结构类型才是既符合抗震要求又达到经济目标的，一般来说结构类型需要考虑到建筑的设防烈度、房屋高度、地基、基础、材料和施工、经济、技术等要素，而只从抗震角度来看，所选择的结构材料应该满足以下几点：首先材料延性要好，其次强度要满足抗震要求，匀质性要好，另外，构件连接较好，比较完整和连续。根据这些要求，按照抗震性能优劣，常见建筑结构类型中，钢结构优越性较为突出，具有延性好、连接好、有可靠节点等优点。

3.2确定抗震结构体系

合适的抗震结构体系应该具有以下几个特点：首先该结构体系具有明确计算简图和地震作用传递途径；其次，能够形成多道抗震防线，即使在构件受到破坏时也有足够抗震和承载能力。此外，该结构体系上的刚度和强度分布合理，如果出现薄弱部位应采取相应措施来提高抗震能力。在结构体系选择确定时必须要充分考虑场地条件和刚度，注意选择合理基础形式，如果是高层建筑应该设置地下室，针对地基软弱的应选择桩基或筏板基础，而岩层高低不平则应选用桩基，对建筑物层数不多、地基较好的则可以采用单独基础。

3.3结构布置的原则

首先，结构布置要求是对称结构，因为对称结构只发生平移振动，各构件刚度分布均匀，受力平衡；而非对称结构则会使得重心偏向一边，部分构件受到的应力和地震剪力较大，从而可能会严重破坏结构。此外，结构布置要求均匀结构竖向布置，也就是使得竖向布置上刚度、强度均匀，避免出现薄弱部位。在实际抗震结构设计中，同一楼层的框柱架应该要有一致的刚度、强度和延性，这样在发生地震时，不会因为受力不均匀而出现各个构件被逐一攻破的可能。

3.4选择抗震体系类型

首先，建筑物体型应该简单且具有规则，有明确受力性能，便于分析内力和处理结构细部构造。其次，对体型比较复杂的、平立面不规则的建筑结构应该在合适的位置合理设置防震缝，对水平地震作用进行计算，并对内力进行调整，然后采取相应抗震结构措施。这是因为通过精确抗震分析，可以对局部应力和变形集中、容易受到损坏的地方进行准确判断，从而及时采取抗震结构措施来提高抗震能力。

4高层建筑结构抗震概念设计基本原则

建筑结构设计中的抗震设计包括结构方案设计、结构计算和施工图设计三个阶段，其中，结构方案设计主要是根据现场勘察情况制定勘察报告，初步确定建筑结构形式，然后根据不同结构形式特点和要求布置结构的承重体系和受力构件。在结构计算阶段，需要计算的内容有荷载、构件、弯矩、剪力、扭矩、拉力等内力，还包括构件校核计算。在施工图设计阶段，根据计算结果确定构件布置、构件配置要求，同时确定结构构件构造措施。

4.1抗震结构设计原则

在进行抗震结构设计中，结构构件必须满足承载力、刚度、稳定性和延性等方面的要求，针对结构构件中的薄弱部位，要采取措施提高抗震力，对承受竖向荷载力的构件尽量避免成为主要耗能构件。其次，抗震结构体系应该由多个延性良好的构件连接组成，比如框筒结构中抗震结构应该由框架和剪力墙两部分组成。此外，应尽可能多设置几道防线，因为如果只设置一道防线，在第一次破坏后发生余震将损坏建筑结构，而多道防线则能使延性和刚度均匀分布，使结构可以耗散地震能量，从而提高结构抗震性能。最后，合理处理结构构件之间的强弱关系，当主耗能构件屈服后，其他抗侧力构件具有弹性适应能力，保证结构的抗倒塌能力。

4.2抗震结构优化设计

4.2.1构件的设置

一方面在底部加强区以下，也就是在高层建筑的负一负二层中可以设置构造边缘构件。在负一层为保证嵌固端边缘构件纵筋延续，边缘构件的纵筋和第一层相同，箍筋按照构造边缘构件设置；而负二层以及以下部分则可以全部设置构造边缘构件。另一方面关于核心筒角部位，也就是底部加强区以上也可以设置约束边缘构件，根据轴压比来调整箍筋配置和非阴影区域的长度。此外，对构件之间的连接、构件延性和刚度进行控制，比如适当处理构件强弱关系，保证构件延性和抗倒塌能力。对构件中相对薄弱的部分应该采取措施加以保护，提高抗震能力。比如通过合理承载力、弹性受力等计算，使楼层比值保持均匀变化，防止因局部强化而忽视整体结构的刚度、承载力协调。

4.2.2次梁的设计优化

次梁在布置上首先要沿着结构内部向周围发射布置，这种布置方式不仅传力途径清晰效率较高，而且能够对主梁高度进行控制，从而确保框筒结构净高。对结构平面外的梁体设计，也应该按照次梁方式进行布置设计。也就是一端和结构平面外相连接，一端和外围主梁相连接的梁，应该按照次梁设计。在设计中需要手动调整抗震等级，现在也可以通过参数设置自动实现。

5结束语

综上所述，建筑结构的抗震设计要具体问题具体分析，综合考虑所在地区的地质特点和施工环境、经济、技术等因素，保证抗震结构的设计满足抗震性能的要求，最大程度上的保证抗震的实际使用效果。可以运用计算机进行技术辅助，保证数据和计算的可靠性，同时要选择延性和强度较好的材料。

参考文献

[1]崔英杰.建筑结构抗震设计理念与方法[J].四川水泥,2016(11):52.

[2]马玲梅.建筑结构抗震设计理念与方法[J].城市建筑,2016(35):66.

[3]郑雪.建筑结构抗震设计理念与方法[J].四川建材,2016,42(02):60-62.