建筑結構設計中的抗震設計淺述

王輝剛/貴州新基石建筑設計有限責任公司

建筑結構設計中的抗震設計淺述

王輝剛/貴州新基石建筑設計有限責任公司

近些年來我國自然災害特別是地質自然災害頻發(fā)，嚴重影響人民的生命財產安全，同時也對社會穩(wěn)定與長治久安產生了巨大的影響。以汶川、玉樹兩大地震為首的地質災害給我國的現(xiàn)代化建設帶來了較大的負面影響，地震中大型建筑倒塌會造成的重大傷亡發(fā)人深省，通過建筑結構改善建筑抗震水平已迫在眉睫。本文根據(jù)筆者工作實踐，對建筑結構設計中的抗震設計進行了分析和探討。

建筑；結構；設計；抗震

一、地震中建筑倒塌的主要原因分析

根據(jù)地震中建筑倒塌的數(shù)據(jù)得知，在地震地質災害當中導致房屋倒塌的原因主要由以下兩個方面的內容影響。

（一）建筑施工質量問題

在建筑施工環(huán)節(jié)中存在的抗震質量問題一直是限制我國建筑施工行業(yè)發(fā)展質量的主要因素之一。這方面的內容一方面是由于建設過程中施工方為了提升綜合經濟效益，過分強調眼前的利益而忽視了長遠的發(fā)展，從而采用較為粗陋的施工工藝以及施工建筑材料進行施工，導致建筑物的整體抗震水平不達標，嚴重影響了我國的建筑整體質量，甚至在重大地震中奪走了許多人的生命。

（二）建筑結構設計問題

建筑結構設計對于提升建筑的抗震水平也具有相當明顯的作用。根據(jù)我國對于高強度抗震地區(qū)的建筑施工結構設計要求來看，其中明確要求了廢除預制板的施工結構設計方式，必須要使用現(xiàn)澆樓板，即使是低強度地區(qū)也必須通過加現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁的方式進行施工操作。但是在汶川地震中我們發(fā)現(xiàn)有許多主要建筑根本沒有按照國家抗震結構設計要求進行建筑，由于缺乏圈梁以及構造柱設計不合理導致了大量的人員傷亡與財產損失。

二、建筑結構設計在建筑抗震中的應用

（一）具有明確的抗震設計目標

建筑結構的抗震設計必須要建立在良好的場地的基礎之上，所以在開展建筑設計之前，設計人員必須對當?shù)氐牡刭|情況進行全面了解與勘察，確定場地結構符合抗震基本條件的前提下才可以進行建造，根據(jù)我國相關抗震設計的基本規(guī)范，小震不壞、大震不倒的抗震設計基本目標。建筑物的結構設計人員，需要不斷提高自身的抗震意識，以此才能更好地在實際工作中，進行良好的抗震設計。其在進行結構設計中，需要基于抗震設計意識，以及我國目前頒布的抗震減災的法律法規(guī)，對其施工建筑物的抗震性能進行科學性、安全性的評估，之后根據(jù)其抗震性的強弱度，對其建筑物主體結構，使用不同方法，進行設計設防，以此來有效地控制建筑物在遭受地震災害時，可能發(fā)生的損害情況。其對于建筑物，進行設防設計的時候，可以將其按照可能發(fā)生災害情況概率的方法，把建筑物分為甲乙丙丁四類，以此進行相應的抗震設計。在其分類中，不同的區(qū)域地質環(huán)境對其建筑物可能發(fā)生次生災害的幾率有著極大的影響，因此需要設計人員在進行結構與抗震設計之前深入實地，對其具體的施工地點進行詳細調查，進而有效地提高建筑物的抗震設計性能。

（二）強化建筑底層的抗震能力

根據(jù)地震的相關災害資料不難發(fā)現(xiàn)，幾乎絕大多數(shù)的建筑出現(xiàn)倒塌情況都是由于底層的抗震能力較弱所導致的。從低層建筑結構的基本設計中存在的問題進行分析，主要可以歸結為以下兩個方面: 其一，底層框架的設計工作沒有根據(jù)國家出臺的相應抗震設計要求進行設計，而是根據(jù)投資方的利益進行了空間的擴充，為了獲得更大的銷售空間與銷售利益而采取了中空設計，降低了柱在底層設計中的應用數(shù)量，最終導致整個建筑物的抗震水平大大下降。其二，建筑物臨街問題。一些建筑物在設計過程中往往會出現(xiàn)臨街的情況，而臨街部分為了提升商業(yè)街的綜合利用效率往往只有承重柱而沒有承重墻，結果就會導致稱重能力大大下降，這樣一旦出現(xiàn)強烈地震，缺乏承重墻的臨街建筑物十分容易出現(xiàn)柱支撐應力過大導致斷裂，其結果就會向著臨街的一面傾斜甚至倒塌，造成嚴重的安全事故。為了解決上述建筑底層設計中存在的問題，最佳的方案就是通過加強建筑的圈梁以及構造柱的方式來實現(xiàn)抗震能力的普遍提升。

（三）增強建筑物剛性與整體性設計

從房屋內部構造的角度上來看，一般房屋是通過縱橫承重構件以及頂部的樓蓋組成整個空間內部具有一定剛度的結構體系的，在這個體系當中，影響抗震能力的核心因素就是建筑結構內部的空間整體剛度以及相應的整體性水平。根據(jù)我國當前的建筑物設計與建筑現(xiàn)狀來看，大多數(shù)現(xiàn)澆鋼筋混凝土具有良好的整體性以及水平剛度，但是由于存在滑移和散落的問題，所以為了進一步提升房屋的整體穩(wěn)定性，就必須要通過設計樓板的剛度來提升墻體的穩(wěn)定性，從而實現(xiàn)整個建筑物抗震能力的提升。另外，現(xiàn)澆樓板以及屋蓋作為較強的框架結構，其具有優(yōu)良的空間剛度與整體穩(wěn)定特征，所以也被廣泛應用于現(xiàn)代建設當中。

（四）強柱弱梁設計思路的應用

根據(jù)當前我國現(xiàn)行的基本抗震設計的規(guī)范化要求中提及的內容，當前我國的基本建筑設計的預期是強柱弱梁的設計方案，這種設計方案可以有效預防建筑物在地震中出現(xiàn)倒塌的情況。其設計理念簡要介紹如下: 強柱弱梁的設計思路實際上就是通過梁端在承受到超出地震設計的預估等級的地震地質災害時可以通過產生裂縫出現(xiàn)塑性變形來有效吸收地震帶來的能量，在保證整個構造柱在地震過程中不出現(xiàn)倒塌的前提下實現(xiàn)對能量的重復吸收，這樣就可以有效提升建筑物的抗震水平，降低在震害中倒塌的幾率。另外，強柱弱梁的設計思路還可以降低建筑物的整體成本造價，提升綜合經濟效益，促進行業(yè)的全面穩(wěn)定發(fā)展。

（五）重視建筑結構形式設計的合理性

目前，在工民建筑物結構的設計中，包含著多樣的設計方法，因此不同的結構設計方法需要進行不同的抗震結構設計。同時其施工場地，也會對建筑物抗震性能的有效發(fā)揮，有著極大的不利影響。因此需要設計人員在實際的建筑物設計中，對其建筑物的結構形式，進行重視。在設計中，使用了混凝土結構設計，該結構在實際的應用過程中，具有良好的承載力，并且對于地震發(fā)生時的多種應力壓力，也有著良好的抵御作用，因此在建筑物的結構設計中，應用十分廣泛。針對該結構進行的抗震設計，需要根據(jù)該地可能發(fā)生地質災害的等級以及具體的抗震規(guī)范要求，來進行設計。設計人員在進行建筑物的抗震設計時，需要對其樓層高度以及基于樓高的側移量，進行重視。如果其樓層太高，使得該建筑物將會在實際的應用中，一旦出現(xiàn)地震災害，或者是惡劣的天氣情況時，將會導致建筑物側移，繼而導致建筑物在抵御各類災害情況時，其所承受的應力加大。因此在設計的過程中，需重視其各項因素的影響，根據(jù)本地區(qū)的實際情況，進行樓層的設計，其中在多層樓的抗震設計中，多使用縱橫墻承重，或者是橫墻承重。

三、總結

建筑結構抗震設計可以有效降低房屋倒塌的概率，即使出現(xiàn)較強地震引發(fā)房屋倒塌，對于房屋倒塌情況下整體結構的穩(wěn)定性也具有一定的作用，可以有效降低建筑物倒塌帶來的人員傷亡。結構設計人員除了強化自身專業(yè)技術水平之外，還要重點對建筑當?shù)氐牡刭|與氣候情況進行充分了解，與施工材料進行全面結合從而選出最佳的結構設計方案，為實現(xiàn)建筑抗震以及人們群眾的生命安全保障提供技術支持。

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