建筑工程結構設計中抗震設計探究

文/何祥龍 十堰市建筑設計研究院 湖北十堰 442000

1、建筑工程結構設計中抗震設計理論概述

經過前人長期的工程實踐，不斷積累總結出建筑工程結構設計中抗震設計的概念。即為一種為了防御地震災害，運用抗震設計理論知識，結合建筑工程空間結構實際，將地震災害產生的破壞力降到最低的設計思路。研究建筑工程結構設計中的抗震設計，有助于加強整體建筑結構的抗震性能，保障建筑工程能夠有效地抵御地震災害。

2、地震對建筑工程結構破壞的特點分析

研究地震對于建筑工程結構破壞的特點，結合經驗規律制定針對性的抗震設計，進行科學有效防御，是非常必要的。根據以往地震作用下的工程實例，主要特點主要包括以下幾項：

2.1 地震對結構體系破壞特點

情境一，房屋結構采用填墻框架，位于鋼筋混凝土框架結構平面內柱的上端一般發生剪切性破壞，外墻框架柱在窯洞處的會受墻下柱約束，發生短柱型剪切性破化；情境二，房屋采用填墻框架體系，底層未砌磚墻為敞開式時，底層會受到同樣破壞;情境三，房屋結構采用底框體系，底層剛度柔弱，會發生嚴重破壞；情境四，房屋結構采用框架—抗震墻體系，破壞程度較輕。

2.2 地震對地基破壞特點

高層建筑若在較厚的軟弱沖擊土層場地建設，破壞性十分明顯；地基土液化地域，地基會出現不均勻沉降問題，以致引起上層建筑的傾斜或是損壞；在危險或不利地段建設的建筑工程，地基遭受破壞后房屋隨之受損，且當建筑結構的基本周期接近場地自振周期時，破壞隨共振效應加重。

2.3 地震對構件形式破壞特點

地震發生時，在整個框架結構中，一般破壞程度柱重于梁和板；再者位于多肢剪力墻下的窗戶下墻，一般會出現交叉或是斜向裂縫；而當混凝土柱配置螺旋箍筋時，即便層間移動最大角度，核心的混凝土還是保持良好狀態，混凝土柱具備較大的抵抗能力。

2.4 地震對剛度分布破壞特點

在剛度分布方面，地震時對于建筑結構由矩形平面布置的，同時抗力構件電梯井等具有偏心時，會發生扭轉振動而加劇地震災害；建筑結構采用三角形或是L型不對稱的結構時，在同等地震級別下，也會發生扭轉振動迫使地震災害加重。

3、建筑工程結構設計抗震設計方法

3.1 平立面布置和體系設計

建筑結構的選型與具體平立面的布置，應作為建筑工程結構設計抗震設計的重點工作，進行嚴格、詳細、全面的把控。不僅要滿足符合抗震概念的設計，還要滿足國家抗震規范要求的抗震指標。具體來講，主要設計好以下兩點：其一，在建筑工程結構的立面與平面布置中，不應采用不規則的設計方案，要選用規則、對稱的建筑及其抗側力結構的平面布置；建筑工程的立面以及縱向剖面都要保證均勻變化，謹防他們突變或是承載力突變情況。也就是說，平面設計中結構構件如柱墻梁等要做到左右對稱布置，立面布置上柱墻時不能突變，穩定性與可靠性來源于簡單。其二，在選擇建筑物的結構體系上，要同時具備合理的地震效應傳遞途徑與簡明的計算圖，還有良好的變形能力，抗震承載力，耗損地震能量，以及針對薄弱部位，要采取提高抗震能力的措施。同時，結構體系中要設計多道抗震防線，要分布合理的剛度與承載力，兩個主軸方向保持動力特性相似，以免局部受力不均造成應力集中以及塑性變形集中的情況。直白的說，就是結構體系要明確的受力，科學的傳力途徑，不間斷的傳力通道，這樣對結構設計的抗震性能提高很有作用。

3.2 準確計算結構參數

針對各種結構參數的計算也是結構設計中必不可少的環節。將過程中可能涉及到的各種結構參數，做出精準的計算，也是提升建筑工程結構設計中抗震設計的重要方法，關系著最終建筑工程結構的整體抗震能力提升。例如計算相關變形參數與墻柱梁板的承載力參數，這兩項數據會影響到整體建筑物的穩定性能，需要提高重視程度。要保證各種結構參數的準確，可以通過各類先進的建筑結構設計軟件，進行科學全面細致的計算分析，能加大計算參數的可靠性籌碼，保障最終抗震性能。

3.3 提高建筑物結構延展性

眾所周知，建筑工程結構的延性同等重要于強度。建筑工程結構抵抗地震作用力的途徑關鍵就是增加延性，形成非彈性形變完成的。要重點研究結構延性的角度來進行合理設計，要著重做好以下工作：其一，要優選合適的“強柱弱梁”等塑性變形機構，合理設置柱截面與梁端配筋，來實現較大程度的彎矩值，因其能較為完美的達到建筑結構的承載力，促成延性效果；其二，要恰當設置各個建筑結構的構件，全面仔細處理各構件及其節點處，保證設計效果準確性；其三，要有效設計塑形轉動能力和塑性耗能能力，處理構造采用箍筋加密的方法進行，提升整體穩定性，不失為一種良策。

3.4 優選合適的地基、基礎和場地

要提前分析考察建筑場地類型，選擇巖上地震穩定和能有利抗震的地帶上，液化土、軟弱土、河岸、非巖質土坡，以及邊緣明顯不均勻的邊坡土層，要能避免就避免。不能避免就采取有效措施，處理場地劣質地質條件。這也是結構設計中抗震設計最基本的常識，要嚴格貫徹執行。對于地基和基礎來講，設計統一結構單元的地基和基礎時，在截然不同的地基上不可設置。粉土層與巖石地基，天然地基與人工樁基，都對結構抗震不利。常規6度設防外，飽和砂土與飽和粉土，都要對其進行液化判斷，存在液化土層的，要采取措施減輕或是消除液化影響，以免地震造成整體建筑倒塌。

結語：

由于我國部分地區位于地震帶上，而且其它區域也有發生地震的可能，如果建筑工程中不加入強抗震與防震的設計，就有可能釀成重大禍患。因此，我們必須按照以上研究，采用科學的建筑設計，合理的選擇基地、堅實的建筑質量，滿足人類最基本的安全需求，以防止人員重大傷亡與財產損失。

[1]李義喜.建筑工程結構設計中抗震設計探究[J].江西建材，2017-08-30.

[2]王澤峰.建筑工程結構設計中的抗震設計[J].江西建材，2017-06-30.

[3]韋業.建筑工程結構設計中的抗震設計[J].建材與裝飾，2017-06-02.