建筑结构设计中的抗震结构设计理念探讨

建筑结构设计中的抗震结构设计理念探讨

何敏

（广州黄埔建筑设计院有限公司武汉分公司；湖北武汉；430000）

摘要：建筑结构的抗震设计，不仅关系到建筑结构的抗震防震能力，而且关系到震区人民的生命财产安全，是建筑结构设计的关键。为了保证结构的安全，在进行房屋的设计与建造时，应首先考虑建筑设计以及施工材料的抗震性。建筑结构在满足抗震原则作用下，既要满足结构的刚度、延展性，还要保障做到有效的传力途径，并在这些理念的基础之上进行结构抗震设计。文章介绍了建筑结构抗震设计的概要及基本原理，并对目前我国建筑结构抗震设计中出现的一些问题进行了分析，提出了相应的设计思路。

关键词：抗震结构设计；建筑结构设计；抗震设计理念

为了能够提升抗震能力，有效地解决各类地质灾害所带来的风险，有研究提出，在建筑设计中要重视抗震结构设计的质量，并在对地震灾害对居民生命的风险进行分析的基础上，进行科学地设计。基于整体建筑水平的稳定提升，在地震灾害下，为居民提供更多的安全保障，需研究如何加强抗震结构的科学化设计。因此，深入研究当前我国的建筑结构中的抗震设计，并以此为依据推动我国建筑结构的革新，具有十分重要的现实意义。

1 抗震结构设计的含义

抗震设计指的是以过去的地震为基础，收集房屋的破坏数据，并对其进行经验分析，同时与现有的设计规范以及先进的理念、标准相结合，对在建房屋的抗震能力进行计算，并添加结构抗震措施，从而确保在地震期间，建筑物的安全和稳定。在设计时，一定要严格按照规范，对不同部位的抗震需求采取相应的抗震计算和构造措施，这样才能确保建筑物的安全性、结构的稳定性、抗强震的能力。在此基础上，设计人员需充分考虑到地震动对基础的影响，通过理论分析、数值模拟等方法，在规范未规定的情况下，采用实验方法来确定。通过对各构件的精细化设计，加强连接节点的设计，使其能在地震中保持正常的工作状态，并能确保其内部的安全。之所以很多建筑在震后会发生坍塌，其主要原因在于结构的抗震设计没有被充分考虑。所以，在地震作用下，设计者必须根据建筑物的具体状况，在建筑物的结构设计与抗震设计作出正确的取舍。

2 设计抗震结构时应遵循的原则

随着抗震性能的提高，对构件的承载力、刚度、稳定性、延展性等指标的要求也越来越高。在抗震设计中，对薄弱部位应采用更高效抗震设计方法，尽量避免采用竖向受荷杆件。此外，抗震结构体系还应考虑具有较大延性的构件进行连接，如框架、剪力墙等。通过构造多层保护线，实现了刚性与延性的有机结合，吸收地震能量，提高结构的抗震性能。考虑到结构中各个构件在地震作用下的强度差异性，当主体结构发生破坏时，其抗力是否能够自适应，从而避免发生坍塌及进一步损伤，具有十分重要的意义。在地震作用下，结构应遵循如下原则：

2.1整体设计原理

在抗震结构的设计中，设计者应首先考虑建筑结构的整体性，并在结构中使用具有较高整体性的结构构件，以便结构更好地传递惯性力，起到收力的作用，从而达到水平分离的目的，使竖向反力结构的作用最大化。因此，在进行结构抗震设计时，必须提高结构各子系统的整体抗震能力。

2.2条理清晰的原则

在结构抗震设计中，从力学的观点来看，通过分散地震动传播来降低震害是必需的。借助计算机信息技术，能够精确地计算出在地震作用下，建筑物在地震作用下各位置结构构件所受的地震力，能够有效地修正并强化抗震设计方面的缺陷，进而全面提升建筑物的抗震设计质量与水平。

2.3结构的刚度和抗震能力的配合

当地震来临时，对建筑结构的刚度及抗震能力是一个严峻的考验。在结构设计中，应充分考虑建筑物的刚度，使其能够承受来自各个方向的震动，并在一定程度上维持结构的稳定与变形，从而减小地震对建筑物的损害。在现代建筑中，特别是在高耸建筑中，更要确保结构的整体刚度以及建筑的抗震性能。

2.4统一与规范构造的设计原理

在建筑物的抗震设计中，设计者应该遵循“均匀规则”的结构设计原理，改善建筑物的布局，使得建筑物各个部位的抗侧刚度一致，以增强建筑物的稳定及抵抗地震的能力。

3 建筑工程抗震设计的现状

3.1在理论上和实际上都缺少科学的指导

目前，国内对地震的研究尚不够全面，对地震的形成原因及防震对策不够透彻，没有制定出有针对性的防震对策，在防震工作中，缺少科学的规范体系及理论体系。因而，缺乏可靠的科学依据和理论体系支撑，导致建筑结构不能满足抗震设计的相关要求。

3.2构造与实际不符。

目前对地震作用下结构抗震性能的研究多以确定的参数为基础，往往忽视了结构的实际情况。比如，在地震作用下，对于小型地震，采用单一的阻尼系数为2.81。大部分的小型地震都是在结构的设计中使用的。试验、变形计算及构件设计均以工程实际为基础。在不对建筑物结构进行全面研究与评价的情况下，建筑物的主体部分将被忽略。

4 建筑结构设计中的抗震结构设计理念

4.1 应选择合理的建筑结构体系

在进行建筑物的结构设计时，必须对建筑物的结构系统进行合理的选择。这是由于建筑工程的安全和经济利益是紧密联系在一起的，两者是密不可分的。在进行设计时，必须从建筑学的观点出发，做出科学、合理的评价。通常情况下，钢筋混凝土结构为正常状态，然而，在某一区域内，一旦发生较大的地震，其强度将受到影响，从而产生裂缝，从而影响结构的抗震性能。设计者必须从安全性、实用性和经济性三个角度来考虑，在保证建筑抗震性能的前提下，合理地选择建筑物的结构形式。设计者也必须知道当地的地震作用力，使结构的刚性，强度，延展性，在经过一段时间之后，结构的强度，延展性，以及在有危险的情况下仍能运作。要解决这一问题，就必须理解地震作用的循环过程，并制定出相应的规范，以保证结构在循环过程中的正常工作。

4.2 应重视建筑力学模式的运用

设计者必须充分认识到地震作用对结构体系的影响，以先进的科技为支撑，以高品质的抗震能力为支撑，以自身的技术优势为支撑，以最大限度地发挥抗震结构设计的作用。因此，对抗震作用下的结构进行地震反应分析是十分必要的。科学地运用结构力学的知识，能够对建筑物的结构进行数值计算，并通过仿真分析，对建筑物的抗震安全进行研究。在此基础上，基于该技术模型，可对建筑物在抗震能力下可能产生的地震荷载进行仿真，提高建筑物的整体抗震性能。同时，工程师们也可以根据自己对抗震设计的了解，进行综合评估。在此基础上，通过建立模型，对抗震设计下的初始地震响应进行优化，减少后期结构调整所需的成本，实现对地震响应的科学控制。

4.3 应设置多条抗震防线。

几个延性较好的分体系就能够组成多道抗震防线的结构体系，而延性较好的结构部件可以将分体系连接起来共同工作；(1)在抗震防御中，应以竖筋、自重小的填充墙、低轴压比实心墙管、抗震墙为主；（2）在抗震防御体系中，不推荐采用高轴压框体；（3）在抗震防御体系中，采用二层抗震防御体系。对原有框架进行加固处理，可使其与原有框架共同构成“二重防御”，提高其抗扭转强度。

4.4应科学、合理地设计建筑布局

建筑结构设计的科学性、合理性对其抗震性能起着十分关键的作用，其合理、规则的建筑布局是建筑结构抗震的基础与先决条件。为使其具有较好的抗震性能，在进行房屋结构设计时，必须考虑下列因素。首先，建筑的各个部分的布局要尽量做到对称、规整，尤其要注意建筑的中央以及顶棚上的刚体中央。其次，在布局时，要注意防止建筑物的重心转移到刚体的边沿上，防止建筑物发生倾斜，确保它们能够满足有关标准和要求。

结语：总之，抗震性能对建筑的安全与稳定起着至关重要的作用。因此，在进行房屋建筑设计时，应遵循抗震设计的基本原理，选用适当的材料，采用合理的抗震设计方法，以保证房屋建筑的在地震作用下的稳定与安全。

参考文献：

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[3]谷京都.关于建筑结构设计中抗震结构设计问题及策略研究[J]. 四川水泥，2019（9）：76.