簡要分析建筑結構設計與減震設計

摘 要：隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，對建筑工程的質量和安全性有了更高的要求，所以建筑結構設計非常關鍵，直接關系到建筑整體結構的穩(wěn)定性和安全性。在建筑結構設計中，減震設計是重要內容，地震會對建筑物造成嚴重的破壞，所以為了提高建筑的抗震性能，要加強減震設計水平，提高建筑的穩(wěn)定性和安全性。文章對于建筑結構設計以及減震設計進行了簡要的分析，對于提高建筑結構設計水平具有重要的意義。

關鍵詞：建筑；結構設計；減震設計

建筑結構設計是針對建筑各個受力部位的結構方式進行的設計，要最大限度的保證建筑結構的穩(wěn)定性和安全性。建筑在建設過程中以及投入運營后，會受到各種應力的作用，從而對建筑結構的穩(wěn)定性產生影響。如果建筑結構設計水平不達標，就會因為承受的荷載太大而發(fā)生變形、傾斜等現象，直接影響到建筑的安全。減震設計是建筑結構設計中的重要內容，所以在結構設計時，應該對當地的地質狀況進行詳細的勘察，然后在結構設計中采用適宜的減震技術措施，最大限度的提高建筑的抗震性能，確保建筑的安全使用，為維護社會穩(wěn)定創(chuàng)造有利的基礎。

1 結構設計概述

結構設計就是對建筑物中各受力部件進行合理的分析，計算各部件所承受的荷載極限，從而本著穩(wěn)定性和安全性的原則，對各個結構進行合理的設計。結構設計的核心就是確保建筑整體結構的穩(wěn)定性，在遇到各種應力干擾的情況下，能夠承受應力的變化，保持建筑結構的原有狀態(tài)。建筑結構設計中的主要元素包括：基礎、墻、柱、梁、板、樓梯、大樣細部等等，也就是構成建筑物的框架，是支撐整體建筑的重要受力構件。在建筑物內部構成體系中，這些構件之間的受力會相互傳遞，需要承受豎向或者水平方向的各種應力，所以對構件的抗力性有較高的要求。只有確保這些構件的穩(wěn)定性，才能夠最大限度的保證建筑物的安全。

2 建筑結構設計的過程

建筑結構設計主要可分三個步驟，首先是結構方案設計，根據建筑物的使用性質、地質結構、施工方式、層高、抗震設防烈度等，在對不同結構形式的受力特點分析后，確定結構設計中的受力構件和承重體系。其次是對結構進行計算，包括荷載計算、內力計算和構件的設計，以確保結構設計中各部件符合受力標準。最后是施工圖設計，將建筑結構設計師的意圖通過圖紙表達出來，對于施工過程中每個環(huán)節(jié)的操作都有詳細的說明，從而確保建筑結構設計的完整性。

3 建筑結構設計的要點

3.1 重視概念設計

概念設計是在對建筑的力學性質以及結構原理有深刻的了解后，對設計對象進行的宏觀控制。通過概念設計理念，能夠選出最佳設計方案，對于總結構以及分結構的布局會進行詳細的分析，并且具有豐富的結構設計經驗，從而能夠確保設計方案的合理性、科學性。概念設計理念能夠從宏觀的角度去審視，對于存在的缺陷和瑕疵可以明確的指出，由此彌補了設計思路上的缺陷。

3.2 剛柔相濟

良好的建筑結構體系應該是剛柔相濟的，太柔的結構雖然可以很好的消減外力，但容易造成變形過大而無法使用甚至全體傾覆。結構太剛則變形能力差，強大的破壞力（如地震）瞬間襲來時，會吸收較大的能力，容易造成局部受損最后全部毀壞。但是在設計規(guī)范中并沒有對剛與柔的設計比例給予一定的標準，所以剛柔相濟的結構乃是設計者的最高追求。

3.3 做好抗震設計

抗震設計是建筑結構設計中的重要內容，也是體現建筑結構設計水平的重要標準。在抗震設計中，應該遵循“大震不倒、中震小修、小震不壞”的原則，但是由于地震具有隨機性，所以破壞機理比較復雜，在抗震設計中不能夠完全依靠理論上的計算參數，還應該根據在長期抗震中總結出的經驗來設計，靈活運用抗震準則，提高建筑整體的抗震性。

3.4 多道設防

安全的結構體系應多層設防，不應該將希望全部寄托在某個單一的構件上，一旦此構件遭受破壞，后果不堪設想，有可能造成整個結構體系摧毀。所以應該在結構設計中采用多道設防，在受到應力作用時，會多個構件共同抵抗應力荷載，結構應該預留足夠的安全儲備，才能夠確保建筑結構的穩(wěn)定性和安全性。

4 建筑結構設計的減震設計

減震技術是建筑結構設計中的重要內容，是建筑物在面臨地震時，能夠最有效的減少地震對建筑物造成破壞的重要保障。減震設計是在對地震對建筑物的作用原理分析后，采用適宜的結構設計方法，提高建筑的抗震性能，最大程度的避免地震對建筑物造成的破壞。在對建筑結構的減震原理進行分析后，可以總結出以下三種減震設計技術。

4.1 消能減震

消能減震技術主要是在地震發(fā)生時，通過耗能結構元件的設計安裝能夠有效的吸收地震所帶來的能量波，從而減少對建筑結構主體所造成的破壞。這種設計方式充分的利用了建筑結構的附加阻力，通過減震裝置的設計使用，能夠有效的緩解地震對建筑所產生的反應程度，將產生的能量波逐漸消耗，從而提高抗震性。這項減震技術的應用范圍較廣，在鋼結構的建筑中可以使用，在建筑上層的隔震層中也可以使用，都能夠達到減震的效果，從而確保建筑在面臨地震時的安全性和穩(wěn)定性。目前主要的減震裝置有如下幾種，塑性阻力器、摩擦阻力器和粘滯阻力器等減震裝置。

4.2 機械減震

這里主要指無粘結鋼支撐減震體系，通過利用建筑結構內部鋼支撐和外包鋼管之間的不粘結性或是在內部鋼支撐與外包鋼筋、鋼管混凝土上涂抹無粘結漆，從而形成滑移界面。在滑移界面建造中所使用的機械材料，在材料尺寸上要精心設計、施工，形成內部和外包層之間的相對滑動，防止內部鋼支撐結構發(fā)生橫向變形、整體彎曲或局部彎曲。

4.3 蹺動減震

地震對建筑物的破壞就是從基礎部位向建筑整體傳遞的能量波，從而對整個建筑的結構穩(wěn)定性產生影響。蹺動減震設計技術就是減少這種能量波的傳遞，如果建筑是一個牢固的整體結構，當底部受到能量波動時，勢必會牽動上部結構，但是如果在建筑上部結構與下部的基礎在豎向采用不緊固設計時，就會降低能量波的傳遞，從而減緩地震對建筑物造成的破壞。還可以對建筑結構中承受地震能量波較大的柱以及支撐等結構與建筑下部基礎實行不緊固設計，也可以減少能量波的傳遞，有效緩解地震造成的破壞。

5 結束語

建筑結構是整個建筑的骨架，是建筑承受荷載的重要組成部分，一旦建筑結構不穩(wěn)定，那么整個建筑都會存在安全隱患。在建筑結構設計時，應該對建筑的使用性質、地質結構、層高以及建筑形式等進行綜合分析，進而對其進行合理的結構設計。在結構設計中，應該加強減震設計水平，在分析建筑結構的受力狀況后，采取有效的減震技術，提高建筑的抗震性能，從而確保建筑結構設計的穩(wěn)定性和安全性。

參考文獻

[1]季新強，張志強，鄭雪霆.高烈度區(qū)高層建筑結構與減震設計研究[J].建筑結構，2013.

[2]吳宏磊，丁潔民，崔劍橋，等.超高層建筑結構加強層耗能減震技術及連接節(jié)點設計研究[J].建筑結構學報，2014.

[3]王娜.淺談建筑結構設計與減震設計[J].黑龍江科技信息，2015.