建筑结构抗震优化设计研究甄永建

建筑结构抗震优化设计研究甄永建

甄永建

山东星合建业集团有限公司山东潍坊261500

摘要：随着我国社会的发展，建筑工程不断扩大，但是受各种自然灾害的影响，尤其是地震导致的建筑工程坍塌，严重影响了广大人民的生命财产安全。地震灾害的危害性非常大，而且这种灾害很难对其进行预测和掌控，无法从根本上解决这一问题，所以只有提升建筑的抗震性，确保建筑的稳固，在建筑结构设计时有效融入抗震的设计方案，对抗震具有很大的意义，能够有效保护人们的生命财产安全，是很有效的防护措施。

关键词：建筑结构工程；建筑结构设计；抗震设计

1抗震设计的注意事项

在进行高层建筑结构抗震设计时，结构工程师要按照要求对结构进行设计分析，保证设计结构可以在刚度、强度以及耗能能力等多个方面达到最佳标准。因为地震都是随机发生，所以在进行高层结构抗震时只需要保证震幅较小时保证建筑结构不坏，中等震幅是保证可以对结构进行修补工作，在高强度震幅的地震中需要保证建筑整体不会倒塌即可。地震破坏建筑物的机理十分复杂，同时还有很多因素存在不确定性，所以在进行抗震设计中，对于结构内力分析的计算方法还不完善，对于结构的空间作用和材料的质量失效都没有进行充分考虑，同时现有的数学力学计算对于结构的抗震能力的计算还不准确，无法进行有效预计。在进行抗震设计时，选择更加合适的结构形式，在增加结构刚度的同时，也要加强抗震性能和合理有效的抗震措施。震级和震中距的大小对建筑的破坏有着不同程度的影响，同时建筑物的结构、使用的建筑材料、施工质量等因素都会影响地震对于建筑的破坏性的大小。我国抗震结构设计中，结构构件必须保证其承载力、刚度、延性以及稳定性都达到标准值以上，也要在设计中要进行多种抗震防线的设置，同时应该由若干个延性较好的分体系组成一个抗震结构体系，不同抗震分体系由延性较好结构构件进行连接，提高整体抗震结构体系。在强烈地震中构件不存在强度安全储备功效，判断薄弱位置的基础就是分析构件的实际承载力。为了预防因加强局部建设而影响整体刚度和承载力，所以在抗震设计时要对一些薄弱层进行有目的控制，再不发生薄弱层位移的情况下保证具有足够的变形能力，从而提高建筑结构总体抗震性能。

2建筑结构抗震设计中的问题

2.1抗震设计概念的问题

首先明确抗震的宗旨，大震不倒、中震可修、小震不裂。在建筑结构抗震设计时也要遵循这个目标。地震的震慑力难以估量，设计时如果使用很厚的钢筋混凝土来抵抗地震，不但没有效果还劳民伤财，而且更容易吸收地震的能量，使建筑更容易遭到破坏。所以在地震来临时不能硬碰硬，当然应用以柔克刚的形式也是不可行的，虽然能够在短时间内对地震的能量进行消耗，但是会让建筑产生位移甚至变形，也会影响人们的生活。我们必须对地震的危害全面了解，对建筑结构仔细研究，对建筑的关键部位进行人工干预，进行抗震设计，并注意适当的设置地震的薄弱部位，从而延长地震过程，减少地震危害。用以上概念来引导抗震设计，如：“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点”等措施称为抗震概念设计，也是建筑结构抗震设计的指导思想。

2.2选择建筑抗震的场地

建筑物在地震中受到的破坏程度受施工场地的工程地质条件影响。所以，建筑结构抗震性能跟建筑场地的选择有着直接影响，设计时要选择如轻微和中等风化的基岩和厚实密度小的砂土层以及没有水的粘土层作为有利的建筑场地。避开如液化土、潮湿塌陷型黄土，软质土，不是岩石的陡坡、边坡边缘和河岸等状态明显不均匀的地段。若避免不开这类地段，则必须对抗震的措施进行加强，根据地基液化，潮湿塌陷型黄土的等级、抗震设防的类别不同，依次采取不同的抗震加强措施来加强部分或全部消除地基液化、潮湿塌陷型黄土的沉陷，地基和上部结构的整体性和刚度；当建筑地基的受力层范围里有新填入的土、软弱粘性土层和严重不均匀的土层时，就要针对地震时造成的地基沉降和其他不利的影响进行分析，并采取对桩基和地基进行加固的措施以及对基础和上部结构进行加强处理；针对地震时可能会导致崩塌、位移、地面裂缝或地面塌陷的场地，采取有效的地基稳固措施，若此类不利地段不处理是不该进行建筑设计的。

2.3建筑物的平面布置规则

在建筑结构抗震设计中，除了要注意以上两个非常重的问题外，还有一项必须注意的因素，就是必须注意建筑物平面布置必须遵循的原则。方案规则性的有效确保，能够对整个建筑工程的工作效率进行提高。根据建筑行业结构设计的相关实践得出结论，针对不规则的建筑结构设计时要必须采取其他更为复杂的对策。

3建筑结构设计中的抗震设计

3.1建筑结构平立面体型的确定

建筑结构的平立面布置对于建筑的抗震效能会产生很重要的影响，所以就需要合理的建筑结构布局，来对建筑的稳定性进行保障，而且还可以对建筑的抗震能力进行提升。在建筑的抗震设计之中，对于建筑的结构平立面进行合理的布置，，并且采用符合标准的抗震规范设计，那么建筑物一定会拥有较强的抗震能力。建筑结构的平立面布置的合理，就是指在进行建筑结构的体型设计时，在对建筑的使用功能进行保证的情况之下，还需要尽量的选择具有平面规则和堆成不值得建筑结构，这样才可以对于建筑物的同一楼层具有同一刚度进行，其次就是对建筑物的竖向凹凸进行有效的减少，这样可以保证建筑的竖向刚度具有高度的一致性，保持稳定，这样的合理平立面的布置，可以对建筑的抗震功能起到良好的促进作用。在进行建筑的抗震结构设计时，需要对具有较为复杂的建筑进行良好的抗震缝设计，抗震缝的两侧结构是分开的，中间的间隙距离就是为了保证在地震的作用下，两侧的结构不会发生互相碰撞。抗震缝一般在结构变形的敏感部分进行设置，如果抗震缝的设置不恰当就会成为地震之中的薄弱环节，对于建筑的抗震能力起到非常大的不良影响。

3.2建筑结构抗震材料的选择

在对建筑结构进行设计时，对于建筑材料的选择非常重要，建筑材料是主要的承重原料，并且材料的性能会对抗震性能产生极大的影响，所以为了对建筑的整体抗震性和稳定性进行保证，就需要在材料的选择过程之中，与本地的地震史进行有效的考察，来选择合适的抗震材料。从抗震的角度进行考虑，在抗震材料的选择时，应该使用轻质并且高强的材料，而且构件之间应该具有良好的连接，才能够对材料的性能进行充分的发挥。以此，钢结构是对于抗震材料的选择较为优秀的，在多次的地震灾害之中，钢材料表明了自身的良好抗震性能，但是刚才的造价较高，并且还具有较高的维护费用。在目前的钢筋混凝土使用之中，钢筋混凝土具有良好的整体性并且价格较为低廉，经过合理的设计可以具有一定的延伸性，所以在建筑的结构设计之中，可以采用钢筋混凝土的科学使用来增强建筑的抗震性能。

3.3根据建筑结构性能进行抗震设计

根据建筑的结构和性能来进行抗震的设计，这与传统的单纯针对建筑进行抗震设计之间存在着根本上的不同。建筑的结构性能的抗震设计主要是通过对于建筑的场地进行勘探，并且进行抗震材料的数据分析，以此分析和研究出具有科学性的抗震设计方案。以此综合性的对建筑结构的抗震设计进行考虑，可以使抗震设计更加符合要求和具有更强的抗震效果，提高建筑的抗震能力同时降低地震对于建筑的破坏。在对建筑物的抗震设计中，通常会有一个最终的目标，设计者在进行设计时就会针对曾经的建筑在地震之中受到破坏的程度进行分析，以此建立详细的地震灾害数据资料，并且根据数据进行抗震结构的设计。为了保证建筑的抗震能力，需要在目前的建筑结构性能设计中通过模拟地震的方法来进行建筑结构设计，以分析地震所产生的破坏程度进行安全评估，分析方案之中存在的问题并且加以改进。

结束语

总而言之，对于建筑的抗震设计应该引起我们的高度重视，并且对于建筑的抗震设计技术记性不断地提高，以此对人们的生命财产安全进行有效的保障。在进行建筑的项目开发和设计之中，相关的部门需要对自身工作做好，保证建筑物的工程质量和抗震性能的稳定，同时监理工作需要严格的进行，以此确保建筑的安全性和稳定性。

参考文献：

[1]伍兰.试论建筑结构抗震设计的问题及改良方案[J].中国高新技术企业，2015，03：44-45.

[2]路发.刍议工业与民用建筑结构抗震设计[J].江西建材，2015，13：28.

[3]葛洋.试论建筑结构抗震设计若干问题[J].江西建材，2015，19：53+55.