關于建筑結構設計中抗震結構設計問題及策略研究

谷京都

（中國地震災害防御中心，北京 100029）

0 引言

抗震設計是建筑結構設計中的重要內容，由于近些年地震災害頻發，導致建筑物的抗震設計受到社會各界人士關注。當前我國建筑企業在抗震設計方面不斷努力，但仍可以發現抗震設計存在部分問題，為提高建筑物的抗震水平，強化我國建筑行業技術水平，應對當前的建筑抗震設計認真分析，探討改進策略。

1 建筑結構設計中抗震結構設計的作用分析

建筑抗震設計是人類抵御地震災害的重要手段，可在地震發生時最大限度的確保建筑主體結構的穩定性，減少因建筑物倒塌引起的人員傷亡。2019年第一季度中，我國四川及青海地區均遭受不同程度的地震災害，其中2月24日至25日，四川自貢榮縣連續發生了4.7 級、4.3 級、4.9 級地震，造成2 人死亡，14 人受傷，4.1 萬間房屋受損；3月28日，青海茫崖市發生5.0 級地震，造成部分房屋受損，直接經濟損失6 億元。可見，地震災害對建筑結構穩定性有巨大威脅，而經過抗震設計，可確保建筑物能抵御常規性地震，降低人民的生命和財產危險。當遭遇罕見的強震或巨大地震時，具有抗震設計的建筑物可保持整體結構完整，不至于發生坍塌，有效減少因地震引發的人員傷亡[1]。

2 建筑結構設計中抗震結構設計過程中需要注意的問題分析

2.1 建筑物的屋頂以及墻體

建筑的周圍結構包括屋頂以及墻體，這些結構的質量和設計對于建筑整體的穩定性有直接影響。屋頂重量小則能有效降低倒塌風險以及倒塌后的事故危害。墻體容易受到地震災害影響，產生裂縫甚至倒塌，要進行合理規劃，根據地震烈度的不同程度，對不同結構建筑的橫墻間距有具體要求,應合理布局墻體的自重和分布。多層建筑橫墻在6 級烈度時最大間距18m，隨著烈度增強間距縮小，9 級烈度間距不能超過11m。

2.2 建筑地質

建筑施工選擇的地質應該具有良好的開闊性，要盡量避免在地震災害頻發的地區建設房屋。一旦發生地震災害，地基受到地震影響會產生沉陷等問題，嚴重威脅房屋建筑的穩定性，因此要在設計階段調查地質，確保建筑選址的安全性[2]。

2.3 建筑地基

應選擇具有天然條件的地基或設計地樁地基，促進建筑物整體的抗震性能，減少因地震災害對房屋建筑和居住者構成的危險。天然地基環境的基礎埋置不能低于建筑總體高度的1/12，樁基環境的埋置深度不能低于總體高度1/15。

3 建筑結構設計中抗震結構設計的問題分析

3.1 未足夠了解建筑抗震設計的概念

目前建筑設計中的主要材料是鋼筋混凝土，而這類材料本身對地震災害的發生無法起到減震作用，因其自身重量、強度特點還可能受到地震影響致房屋整體結構不穩定。進行抗震設計時要遵循不開裂、可維修、不倒塌的原則，提高建筑物抗震性能，減少地震災害產生的影響。一些設計師未充分了解抗震設計概念，缺乏對建筑中關鍵結構的抗震設計，導致對房屋結構的抗震性能失去控制，應提高材料的抗震性能，根據材料使用情況進行優化設計，延緩并降低地震災害構成的危害[3]。

3.2 建筑過程中忽視了對結構抗震的設計

我國的建筑設計應用材料豐富，建筑所建位置的地基、地質情況也各有不同，設計師應根據建筑的特點對其結構進行抗震設計，提高建筑物的抗震性能。由于缺乏良好的抗震性能，導致不同結構、材質的建筑存在或多或少的抗震問題。目前我國建筑的主要結構為鋼結構、磚混結構以及框架剪力墻結構。設計師必須根據建筑結構特點設計抗震效果，要考慮建筑的材料、承載能力、建筑材料的自重，不同的房屋結構設計其抗震效果也不同。比如在地震多發地帶的建筑就應采用鋼結構為主要建筑材料，可以提高建筑的抗震效果。

3.3 建筑結構不合理

建筑結構是確保建筑抗震效果的重要因素，不合理的結構會增加建筑物的開裂、倒塌風險，無法經受地震災害的考驗。現實設計中，設計師雖考慮到了房屋建筑的重要性，卻缺乏合理的結構設計，如根據樓層情況，二至三層的沉降縫寬度在50 至80mm，四層至五層的在80 至120mm，五層以上的則不能低于120mm,但在施工設計中經常被忽略。在一些關鍵部位的設計起不到減震、抗震的作用，導致傾注大量建筑材料，難以起到良好的抗震效果。

4 優化建筑抗震結構設計問題的策略分析

4.1 優化抗震性能，布設抗震構造

要提高房屋建筑的抗震性能必須對建筑的設計方法、建筑材料、基本功能、結構類型等重要要素進行掌握，并細致分析各個要素受地震影響的危險性。分析出建筑設計中的抗震薄弱環節后，要結合建筑工程的實際要求優化抗震性能。設計師要擺脫常規抗震設計的限制，針對房屋建筑的抗震性能進行強化設計，要在設計中做到具有針對性，不能套用固定的抗震設計，要根據建筑物的實際使用功能、建筑結構特點做出針對性較強的設計，必須在設計中凸顯靈活性和實用性。設計師要了解建筑的抗震性能需求，并聯合關鍵部門針對建筑物的抗震性能設計制定合理的規劃設計，針對一些具有特殊結構特點的建筑物，要綜合考慮其結構的復雜性、不規則性特點，根據內部結構的特點合理設置抗側力構建，提高建筑物的整體抗震性能。布設抗震構件必須執行個性化處理，要針對建筑物的不同結構特點制定相宜的抗震結構設計，提升單個建筑物的抗震水平[4]。

4.2 設置多道抗震防線，熟悉抗震注意事項

提高房屋建筑的抗震性能可以采取設置多道防線的方法，分散地震對建筑主體結構的損害，利用多個分體系化解地震帶來的影響，確保房屋建筑的大部分體系仍能有效起到抗震作用。可以采用多個延性分體系構成一個完整的整體結構體系。通過各個分體系之間的連接，支撐起房屋建筑的整個抗震體系，使各個分體系起到相互輔助的作用。設置圈梁時，寬度不小于190mm,箍筋間距不大于200mm；拉結網片應進行點焊，深入墻內部分不低于1m。在建筑設計中，框架剪力墻結構就是將剪力墻與延性框架結合，增強建筑的抗震性能。構成穩定的抗震防線后，一旦發生較為嚴重的地震也不容易導致建筑整體坍塌，而是會致使建筑中的某些分體系受損，但不至于影響整體建筑結構的穩定性。建設多道抗震防線能有效提升建筑物的抗震水平，降低建筑受嚴重地震影響的危險性，減少受大地震影響導致的房屋坍塌、建筑物沉陷等問題。

4.3 采用延展性較強，強度較高的建筑材料

建筑物的抗震性能不僅與抗震結構設計密切相關，同時也與建筑物所采用的材料有直接關系。進行抗震設計時，要采用質量優良的建筑材料，根據不同建筑的使用要求和建筑地質要求選擇適宜的材料。最佳的抗震材料應該具備良好的延展性和優良的強度，只有滿足這兩點要求才能符合建筑設計中的均質性要求，為建筑結構設計提供合格的可連續性基礎。同時，房屋建筑材料在應用時也要與建筑結構本身的設計高度、地基情況等要素契合，所選材料必須質量優良且符合建筑結構要求。檢驗建筑結構的抗震性能時也可以根據材料的質量情況去分析抗震性能，只有合理采用優質材料才能確保建筑結構的抗震性能。

5 結束語

隨著科技水平不斷進步，我國的建筑結構設計也可運用現代化的信息技術輔助抗震結構設計，利用先進的信息技術模擬不同情況下建筑物的抗震性能。但在實際施工中，更要注重對建筑材料、建設結構設計的實際效果分析，必須在各個環節提高抗震意識，促進我國建筑結構設計的平穩發展。