建筑结构设计中的抗震设计夏成浩

建筑结构设计中的抗震设计夏成浩

夏成浩

杭州市建筑设计研究院有限公司浙江省杭州市310000

摘要：由于我国经济的迅速发展，促进建筑工程项目不断增多，建筑也朝着多功能化、体型复杂化的方向发展，用来满足人们的不同使用要求，相应的建筑结构的形式也越来越复杂。而建筑结构设计水平的高低，不仅关系着建筑自身的美观性，而且还会对建筑的质量带来影响。而抗震设计又是整个建筑结构设计的核心所在，所以在建筑结构设计中强化抗震技术的运用已成为广大结构设计人员的共识。本文就建筑结构设计中的抗震设计展开探讨。

关键词：建筑结构设计；抗震设计；抗震技术

引言

在房屋建筑结构的设计过程中应该充分重视抗震性能的设计，才能有效避免地震发生造成大量的人员伤亡及经济损失。因此，在房屋建筑结构的设计过程中，需要根据建筑物所处地区选择不同的抗震等级，并采取相应的抗震措施来保证房屋建筑的抗震性能，最大限度减少地震发生而给人们造成的经济损失。

1建筑抗震设计的设防目标

结合地震的实际强度，可以将设防标准划分为3个等级：（1）第一水准。如果建筑结构遭受了低于当地地震设防烈度的多遇地震影响时，通常建筑不会受到损坏且不需要修理，建筑工程各项功能可以正常使用，也就是所谓的“小震不坏”；（2）第二水准。如果建筑结构遭受了相当于本地抗震烈度的地震影响时，可能建筑结构会遭到损坏，但是通过修理或不需要修理即可保证建筑工程各项功能可以正常使用，也就是“中震可修”；（3）第三水准。如果建筑结构遭受到了高于本地区抗震设防烈度，建筑结构不至于倒塌或危及生命的危险，也就是“大震不倒”。对于使用功能以及其他方面具有专门要求的建筑工程，在进行抗震性能优化设计当中，需要提出更加具体、抗震等级更高的抗震设防目标。对于抗震设防在VI度以上的地区，建筑工程必须要采取抗震设计。抗震设防烈度的确定必须结合国家规范的要求。[4]

2抗震结构设计的原则

（1）具有基础功能原则。抗震结构设计中，保证建筑结构最基础的功能是其基本原则，抗震结构的设计不能影响这个建筑本身的承载能力、延展能力和稳定系数。抗震的原理是将原本建筑中薄弱的部位进行加固，将延展性差的部位进行材料的叠加，将稳定性差的部位进行加强使其提高稳定性，整个建筑的稳定性也会提高。（2）抗震防线的多重设置原则。建筑物的抗震系数取决于抗震的结构的设计。一个优秀的抗震结构设计是因为它拥有一个优质的、由多个部分承载和组装的抗震体系，这个体系越强大，抗震能力就越高；延展性越大，在地震中的柔韧度就越好，抗震能力也越高。（3）各个部位零件强弱问题的处理。在抗震设计中，设计师需要明确整个建筑物的结构和框架，也要明确各个部位的承重量以及相互之间的联系。当设计师明确了这些关系以后，也能明白建筑物中各个部位的受力强弱问题，间接反映了抗震指数。设计师需要做的是提高建筑物的延展性，保证各个部位足够的弹性和抗压力，使建筑物在地震来临时的损坏程度大大减小。

3建筑结构抗震设计要点分析

3.1合理选择抗震结构

在设计建筑物之前需要全面按照建筑抗震标准进行设计，全面考虑建筑的抗震性能。在选择抗震设计结构时不仅需要分析和研究地震灾害对建筑的影响程度，还需要显著降低对建筑周边环境的影响程度。在选择建筑物主体结构时需要选择高质量的钢筋混凝土进行施工建设。对于地下建筑结构来说则需要应用嵌固端技术，这样能够显著提升建筑物的抗震性能。在实际设计建造期间为了全面降低建筑物整体质量，需要使用钢结构作为建筑构造框架。［3］

3.2平面与竖向布局中的抗震设计

由于墙体和柱子的平面位置直接与自身的抗震性能有着紧密的联系，所以合理的对建筑构件进行平面和竖向的分布是抗震设计的主要方向。这就需要在抗震设计中始终坚持以下几点原则:（1）竖向与平面构件应整齐简洁；（2）刚度重心必须与质量中心相重合。在竖向设计时应预防出现“头重脚轻”的情况，尽可能地降低建筑的刚度重心，同时尽可能地将错向的建筑竖向结构减少，高出屋面的部分必须对其进行严格的控制，才能预防出现“鞭梢效应”。所以在建筑设计时应尽可能地采用规则的设计方案，否则就需要采取相应的补救方式，例如通过设置抗震缝而划分建筑，从而将其分成多个独立的个体，从而在确保造型的同时兼顾其使用功能的发挥。[1]

3.3屋顶的抗震设计

房屋建筑质量较小将会显著提升结构的稳定性，此时在出现地震灾害时不会造成较大影响损失，全面提升建筑物的安全性能。为了全面降低在地震发生期间建筑损伤程度，在施工建设期间需要将建筑物各个部分的质量进行减轻处理。为了全面降低建筑物各个结构的质量，需要注重建筑物屋顶和墙体的质量。当建筑物的质量比较大时将会相应降低建筑物的抗震性能，在出现地震灾害之后就会严重损坏建筑物内部结构。因此在设计期间需要明确规定各结构的材料质量。在建设屋顶时需要最大限度降低屋顶高度，加强牢固性，并且需要选择较强质量的施工材料。也就是说在设计和建设房屋时需要选择节能型材料，并且不能在建筑屋顶上设置其他受力结构，避免增加建筑重量和高度，加大建筑高宽比比例，对抗震性能造成影响。［3］

3.4建筑结构整体抗震性能提升的设计

选择一个较好的场地是建筑抗震的前提和保障。设计师在选择建筑的地址时，尽量避开地震带，而且要在尽量平坦、开阔的地区，土地应该选择相对较硬的土质，有利于建筑抗震系数的提高，建筑的稳定性也大大增强。山体是最应该避免的地段，因为伴随地震而来的往往还有山体滑坡和泥石流等二次灾害，且山中没有空旷的地区作为逃生避险的区域，这样不能保障居民的人身安全，而且还可能会受到更严重的伤害。另外，发生泥石流的地区土质也较松软，这对建筑物的稳定性及其不利。适当降低房屋的高度能够降低房屋的重心，从而提高了其稳定性，在地震来临时也会间接提高这个房屋的抗震能力，减少了房屋倒塌和倾斜的可能性。因此在这个极力追求房屋高度的时代，设计师要根据建筑所在地合理规划地震带上房屋的高度，以提高房屋的安全性和抗震能力。防震缝设计对形状不规则的建筑是非常有用的，若要保障这些建筑的安全，设计师应该将防震缝加入到建筑整体的设计中去。比如将空间细化、零碎化，增加承重墙的建设等都是合理有效的办法。［2］

3.5建筑物的抗震墙设计

墙体作为房屋建筑结构中的重要承重结构，所以需要做好墙体设计工作。其中，在墙体设计过程中应该根据建筑物的刚度确定墙体的数量。同时，还应该充分考虑房屋建筑承重墙的问题，合理设计墙体的横面和纵面，以此来增强房屋建筑物的稳固性。但是，针对一些地震频发地带的房屋建筑设计，可通过增加墙体的厚度来保证建筑物的稳定性和安全性。这样不但能够增强建筑物的抗震性能，而且还能够最大限度减少地震对人们造成的伤害，从而为人们创设一个安全的环境。

4建筑结构抗震设计的注意事项

在对建筑物进行抗震设计时尤其需要注意的就是结构均衡性问题。在设计期间需要确保建筑结构质量和刚性分布均匀性，这样能够使建筑不管是在各立面上还是平面上都呈现出规则感。在设计期间如果导致建筑结构过于复杂，将会导致质量呈现不均匀分布现象，在发生地震灾害之后将会使建筑物主体结构出现变形扭曲现象，增加建筑物破坏程度。若建筑物外形不规则，并且内部结构布置较为复杂，在发生地震灾害时将会出现严重扭转现象，对建筑抗震性能造成影响。当建筑物主体没有落在同一立面上将会导致灾害发生期间出现鞭梢效应，影响抗震效果。在设计施工期间，地震灾害并不是建筑物的唯一影响因素，环境易变性也会导致建筑内部结构受到多个应力影响。所以在对建筑物进行抗震设计时还需要注重其均衡性，合理分配各个结构部件，避免多方应力影响建筑物安全性能。如果建筑物地震灾害影响，不仅会出现由地质活动造成的影响，还会出现结构载荷和空气冲击等影响，对建筑物整体结构造成影响。所以在进行抗震设计时需要全面分析地震灾害所引起的其他影响，全面确保建筑主体结构强度满足标准规定，防治地震灾害造成的巨大损失，提升建筑物结构的安全性和稳定性。［3］

结语

虽然我国抗震体系经历了多年的研究和发展，但是依然存在着些许问题，这就需要结合当地的实际情况做好抗震方案设计工作，因地制宜，注重结构的概念设计，提高建筑工程的抗震性能，保证居民安全，降低地震灾害造成的生命财产损失。

参考文献

[1]高炳鹏．建筑结构设计中的抗震技术分析［J］．山西建筑，2014，40(13):41-42．

[2]王娟.抗震技术在房屋结构设计中的应用[J].住宅与房地产,2017(30):92.

[3]王博,王识.高层混凝土建筑抗震结构设计分析[J].建材与装饰,2018,15(02):91.

[4]崔晶巍.抗震设计在高层建筑结构设计中的应用[J].民营科技,2017,22(12):91.