探究建筑结构设计中的抗震结构设计理念

探究建筑结构设计中的抗震结构设计理念

李志超

身份证号 : 3702141986092345** 山东 青岛 266000

摘要：为了提高建筑工程的安全性和稳固性，要重视高层建筑的抗震设计，完善建筑工程抗震设计方案，提升工程的整体设计水平，确保建筑工程符合规范规定的抗震标准。高层建筑结构复杂，楼层较多，如果建筑结构的抗震性能未达标，地震会破坏建筑结构，甚至会导致严重的伤亡事故。提升高层建筑的抗震能力可以确保结构稳定，所以工程设计应遵循抗震设计原则，确保建筑的结构符合安全标准。

关键词：建筑结构；设计；抗震结构；设计理念

前言：地震具有极强的破坏性、危害性以及随机性，我国位于世界两大地震带—环太平洋地震带与欧亚地震带的交会部位，地震频繁。如果建筑工程不具有抗震性或是抗震性能过低，均会对人们的生命和财产安全造成极大的伤害和损失。因此，国家也出台了相关抗震设防标准，并要求严格按照相关标准和要求去执行。现如今，我国在建筑设计方面以结构抗震性作为重点展开了研究，同时也取得了一些成绩。

1、抗震结构设计理念概述

抗震结构设计思想是将建筑结构设计纳入抗震设计中，使建筑工程具有良好的抗震能力。近年来，随着中国城市化进程的逐步推进，超高层建筑已成为新时代工程建设的主要趋势。将抗震思想融入建筑结构设计中，可以全面提高建筑工程的抗震性能，为发生地质灾害的居民提供有效的安全防护。同时，良好的抗震结构设计还可以提高建筑结构的强度和延展性，强震后建筑结构仍可以保持理想的稳定性，可以满足用户的居住需求。因此，建筑结构的抗震设计是建筑结构设计的重要内容，有助于增强建筑的抗震能力，提高建筑工程的使用价值。

2、建筑结构设计中抗震结构设计的主要内容

通常，采用重型屋盖设计的建筑在地震中受到的破坏明显要高于轻型屋盖设计的建筑。也就是说，在地震烈度较高的地区，建筑的屋盖设计应该尽量选用轻型屋盖。而对于建筑两端的承重山墙而言，非承重式的山墙设计会导致墙面顶部与屋顶面板的贴合程度降低，只能够通过与屋架上端的弦和防风柱上端部位相连来为山墙顶端提供支点。在这种设计形式之下，建筑的内部使用空间会明显降低，而山墙受到地震作用而被破坏的可能性也明显上升，这就要求了在进行建筑两端的山墙设计时要采用承重山墙进行设计，从而提升建筑结构的抗震系数。研究表明，地震烈度在6度到7度左右的区域，采用单跨式或者高多跨式的砖柱结构设计，建筑在受到地震作用时主体结构不会发生明显的破坏。而如果采用排架式的专注结构设计，那么在8度或者9度的地震烈度之下，建筑就会遭受严重的损坏，并会发生一定的坍塌现象，也就是说，地震强度在6度或者7度的地区，可以选取十字型的截面砖柱，而在地震强度为8度时，中柱应该采用组合型砖柱设计，如果地震强度高于8度时，边柱应该选择组合型砖柱设计，同时中柱必须采用钢筋混凝土型砖柱设计。

对于建筑设计来说，其横纵向的内隔墙必须建设成为抗震式的墙体，从而防止因为地震作用造成墙面主体结构的破坏。如果在施工设计之中有明确的要求使其不能够建设成为抗震式墙体，那么墙体的设计必须采用轻质型的隔墙，从而减少轻柱与屋架相连的不良影响。这里要注意的是，建筑的无窗架不应该与建筑单元端开间相同，否则会减少建筑屋盖结构的刚度与强度，难以确保整个建筑的抗震性能。

3. 抗震结构设计理念在建筑结构设计中的应用

3.1使用钢结构桁架用于建筑的抗震设计

在一般的小压力情况下，钢结构桁架出现断裂和损伤的概率是非常低的，这就是大多数人使用他的一个重要原因。钢结构桁架的一大优势就是钢结构桁架的塑性和韧性非常的好，即使在很大的压、拉力作用下，也能最大程度的降低断裂和损坏的概率。安全是民用高层建筑的一大重要因素，也是很多人都要考虑的首要大事。钢结构桁架在用于民用高层建筑的抗震设计，能够将自己受到的不平衡的力转移给其他部位，这就能够让受力平衡，从而极大的减少民用高层建筑出现的事故率。钢结构桁架的主要使用材料是钢材，钢材料本身就具有极大的承重和抗压力的能力，及时遇到像地震等杀伤力高的自然灾害，也能大量的保存建筑的完整性，避免建筑出现坍塌，摧毁的情况，这也就让钢结构具有其他结构没有的抗震能力。

3.2建筑的平立面布置

对称的结构容易估计其地震时的反应，容易采取构造措施和进行细部处理。“规则”包含了对建筑的平、立面外形尺寸，抗侧力构件布置、质量分布，直至强度分布等诸多因素的综合要求。地震区的高层建筑，平面以方形、矩形、圆形为好；正六边形、正八边形、椭圆形、扇形也可以。不宜采用有较长翼缘的L形、T形、U形、H形、Y形等平面形状。地震区高层建筑的立面应采用矩形、梯形、三角形等均匀变化的几何形状，尽量避免带有突然变化的阶梯形立面。建筑结构的规则性对抗震能力的重要影响的认识始自若干现代建筑在地震中的表现。一般，房屋愈高，所受到的地震力和倾覆力矩愈大，破坏的可能性也愈大，但不是绝对的，与经济有关。建筑物的高宽比值愈大，建筑物就愈瘦高，地震作用下的侧移就愈大，地震引起的倾覆作用就愈大。

3.3屋顶的设计

为了降低地震后建筑所受到的影响，设计时要尽可能降低建筑结构各部位的重量。主要是减少墙体与屋顶的重量，建筑物的整体越小，其结构的稳定性就会越强，因此设计时要考虑到墙体结构的材质。针对屋顶的设计应尽量降低高度以提升稳定性，可以选择密度小的材料。屋顶上方要避免增加其他结构，因为这样会增加房顶的高度与重量，建筑物原有的高宽比增大，建筑的抗震性会降低。

3.4合理设计建筑纵向布局

我们设计人员要对建筑物纵向的布局进行合理设计，其主要内容为建筑工程结构刚度、质量及高度等方面的设计，也是对建筑结构空间抗震影响能力的分析。伴随着我国科学技术的不断发展，部分建筑工程结构设计过程中，部分墙体与主体的排布不合理，使得整个纵向的布局过于复杂化，特别是对酒店这类功能性强且复杂的建筑来说，其各楼层之间分布过于混乱，整体的承载能力也比较差，从而给整个工程抗震结构设计带来挑战。所以，设计工作人员在对建筑进行纵向布局设计过程中，应尽量保证剪力墙布置的均匀性，使得其可不间断地沿着纵向布局向建筑底端进行延伸，对建筑工程结构总体质量及刚度等系数进行协调管理，从而可更好地改善发生地震时，所带来的各个楼层之间出现质量不均匀状况所产生的建筑物体扭曲的问题。

3.5橡皮支座抗震设计

将高层建筑简化为基础和主体二大结构部分，在两个结构间设置支座装置。建筑的抗震设计可以通过优化支座结构设计提升整体结构的稳定性，由于高层建筑的竖向结构强度较大，在地震横波的作用下，支座上部结构会发生整体位移，传统的刚性结构支座没有活动余量，会在结构连接处产生刚性破坏。在连接处设置橡皮支座装置，外力作用会使结构连接处发生位移，有效降低地震对建筑结构的刚性破坏，在地震强度不高的情况下，地震造成的冲击对建筑的破坏性极其有限，可以保证建筑结构的稳固性。因为我国大部分地区的抗震设防烈度不高，所以橡皮支座抗震技术的应用范围较广泛，实际工程应用的抗震效果较好。

结束语：总之，在建筑设计中，建筑的抗震设计是整个结构设计中最重要的部分之一。因此，在建筑结构设计中，需要综合分析建筑所在区域的施工环境、技术等因素，借助现代计算机技术获取抗震数据，选择延性好、强度高的建筑材料，以保证建筑结构的抗震设计能够满足实际抗震需求。

作者信息:李志超,青岛北洋建筑设计有限公司

参考文献

1. 张晓禹.探究建筑结构设计中的抗震设计[J].数码世界,2018(05):477-478.

2. 唐福.关于建筑结构设计中抗震设计标准的探究[J].中国标准化,2017(10):145-146.

3. 何开俊.关于高层建筑抗震结构设计的探讨[J].新经济，2015，01：114.