建筑結構工程在抗震設計中的探索

苗發偉

【摘 ?要】隨著經濟的發展，對于建筑的性能要求越來越高，特別是在防震方面，對于地震易發地段，其建筑結構設計更要注重防震的設計。本文筆者主要是針對建筑結構的防震設計進行研究，主要分析了建筑結構中防震設計存在的幾個問題，對于問題尋求解決方案，

【關鍵詞】建筑結構工程;抗震;設計

建筑的抗震設計工作對建筑物的建設工作具有非常重要的意義，只有在保證建筑結構工程具有一定的抗震能力的基礎上才能夠進行實際的工程施工，從而保證建筑物的施工質量，這樣能夠在最大程度上將地震所造成的損失進行減少，保證人民群眾的生命財產安全。

一、建筑結構設計中抗震設計存在的問題

1建筑抗震場地選擇不合理

首先就是對建筑抗震場地的選擇，由于其對于建筑抗震的整體設計具有直接影響，如果選擇不到位就會直接造成建筑整體抗震性能的下降，在地震災害發生的時候，地表會發生不同程度的振動活移動，對所在區域不同結構、不同性質的建筑物造成的損害程度也是不一樣的。在劇烈的振動影響下，建筑結構的整體結構被破壞，嚴重的情況下甚至有可能會發生坍塌現象。在建筑設計中場地選擇的時候應該避免在不適合地地質條件上建立，比如：軟土層或易被液化的砂土層。當不能避免在這種環境中進行施工時，必須要采取有效的改良措施，根據地震級別的要求，加強地基基礎的加固和防護。

2建筑結構體系選擇不合理

第一，以偏概全，在建筑設計中由于對某個建筑結構設計不理想造成整個結構的抗震性能降低，在設計中應該進行建筑結構的整體性規劃，避免在出現個別部位損壞的情況下，影響建筑物整體的抗震性和穩定性。第二，沒有做好準確的計算，對于地震所造成的影響沒有合理分析，不清楚地震發生時所造成的傳遞路徑，對于豎向結構設計垂直度及荷載條件等都存在一定缺失，上部結構對豎向構件產生的垂直重力荷載不完整，嚴重影響抗震效果。第三，設計人原設計能力存在問題，對建筑結構設計的強度及剛度設計都不能做到很好的把握，在設計過程中結構構件所承受的剛度和強度分配不均勻，造成結構整體效果的不理想。

二、建筑結構抗震設計的思路分析

1以力承載，延性基點

在抗震設計過程中，對于建筑物結構工程的設計一定要注意建筑物的剛度，要想達到一定的剛度性就要加強建筑物柱子、墻壁等施工環節，在此基礎上，選擇合適、規格的建筑材料，有效、合理、經濟的設計其抗震性。充分利用建筑物的承載能力、結構等作為前提、基礎，對其進行精準的計算、設計，可以有效地起到預測作用，將地震期間所發生的非彈性反射位置進行重點設計，在最后環節中，還要對整體結構進行優化、改善，精準地計算出建筑物的結構剛度，從而進一步改善抗震性能大小。

2建筑結構抗震設計

建筑物結構工程中，設計環節是重點，要充分結合建筑物的整體布局、結構進行綜合、有效設計。因此，在設計階段，需對任何有關建筑結構的問題都要考慮在內，才能設計出完美的建筑結構抗震設計，避免日后受地震影響所帶來的相關問題，以及不均勻的力量影響。在此方面應加強設計環節，有效設計，增強其意識。在設計建筑結構中，多采用正方形、長方形一些較為規則的形狀，才能進一步確保建筑的整體質量，提高其抗震性。

3建筑物的平面抗震設計對策

設計工作人員在對建筑結構抗震性設計中，均勻性是最主要的設計重點部分，它直接關系到整個建筑物的后期使用，因此在設計此環節中，一定要在此過程加強其建筑物的使用功能，得到最大化的滿足。如果在施工設計中，設計出不對稱的墻體或者形狀不規則的墻體、承載面，在地震災害中，必將受到不同程度的損害，將會造成不同部位的形變。因此，設計人員應該對此環節進行高效設計、計算，每個建筑物的房門、窗戶都要與之相匹配、吻合，遇到地震后能夠做到很好的預防作用。

4合理設置抗震等級

在進行建筑結構設計中應對抗震等級進行重點考慮，在確定建筑物抗震等級時，需要考慮建筑物的類型和建筑物的抗震烈度和建筑物所在場地等。結合建筑物不同的使用功能可以將建筑物結構分成四類抗震設防類別，分別為甲、乙、丙、丁類，一般住宅與寫字樓為丙類建筑。比如：在河南省鄭州市建筑按抗震規范要求，抗震設防烈度為Ⅶ度，在設計建筑結構計算中應選用相應的計算系數，在合同中一般不會體現出具體的計算系數的。在設計建筑結構之前都是要由相關部門進行審核批準和備案的，具體的工作步驟可以通過市建委進行了解。

5確定抗震結構體系

抗震結構體系是抗震設計應考慮的首先問題，建筑結構體系應具備明確的計算簡圖和合理的地震作用傳遞途徑。建筑結構應設有多道抗震防線，應避免因部分結構或構件被破壞而導致整個結構失去抗震能力或對重力荷載的承重能力。建筑結構體系應具有必要的承重能力，消耗地震能量的能力和良好的變形能力。在選擇建筑結構體系時，要首先考慮建筑物剛度和場地條件的關系。當建筑物自振周期和地基土的卓越周期一致時，容易產生共振而加重建筑物的震害。選擇結構體系時，要多注意選擇合理的建筑基礎形式。建筑基礎應要有足夠的深度，對于建筑層數較多的住宅應設置地下室。對于軟弱地基應選擇用箱形基礎、筏片基礎和選用樁基。

6隔震措施

在對建筑結構抗震的設計中，應考慮多設置幾道抗震防線。假如建筑物設置應用了多重抗震防線，在強烈的地震當中，第一道抗震防線產生破壞之后，第二道、第三道、和第四道等抗震防線應立即接替，繼續對在發生的地震沖擊力進行抵擋，這樣可以最大程度保證建筑物的穩定和安全，避免出現建筑物坍塌的情況。在利用純框架結構時，應首選“強柱弱梁”型結構，梁充當第一道防線，柱充當第二道防線。雙重抗側力體系在抗御地震時，具有兩道防線，一道是框架，一道是支撐或墻體。

7短柱問題改進方法

復合螺旋箍筋是解決短柱問題的有效方法，可以提升柱子的抗剪承載力。除了復合螺旋箍筋之外，鋼管砼柱也是解決短柱問題的有效方法。設計人員在設計過程中，要根據工程的實際情況選擇最適合的改進措施，最大限度地提高建筑物的抗震性能。

8多層磚房抗震設計改進措施

我國對多層磚房抗震設計要求主要有三點：小震不裂，中震可修，大震不倒。想要做到“大震不倒”，必須要滿足房屋高度、層數及構造柱、圈梁等方面的要求。多層磚房的墻壁厚度不應該小于240mm，層高不應該超過3.6m。如果磚房的橫墻比較少，總高度和層數也應該相應地減少。

9建筑立面與平面問題改進舉措

在建筑結構抗震設計過程中，保持結構質心和剛心一致是解決該問題的有效措施，此外，還應該最大限度地把建筑物的結構重心降下來，這樣就可以避免剛度突變或結構連接處薄弱給建筑物帶來的不良影響。還有一點需要注意，屋面結構剛度如果不夠，在發生地震時，屋面結構下部會造成嚴重破壞，因此，出屋面建筑部分的高度不應該設置過高，這樣可以減小地震時產生的鞭梢效應影響。

10結構空間剛度方面問題的改進措施

剛性樓蓋體系是建筑結構空間剛度設計中重要的部分，現澆樓蓋是提高房屋整體性，增加樓板剛度，放寬平面墻體對其要求，從而減輕地震對建筑物破壞的有效方法。在對建筑結構抗震設計過程中，如果平面上下墻體沒有對齊，同樣需要采用現澆樓蓋的方式進行處理，原因是現澆樓蓋可以起到一定傳遞水平力，使得樓板對墻體的約束力增強，從而達到提高建筑物整體剛度目的。

結束語

為了減少地震災害造成的損失或影響，有必要對地震災害進行預防。地震概念設計與建筑結構設計相結合是提高建筑抗震性能的重要措施，為建筑使用者提供了一個安全的空間，保障了人民生命財產的安全。

參考文獻：

[1]白雨。建筑結構工程抗震設計思路及策略研究[J].建筑技術開發，2016，43（10）

[2]楊曉波。建筑結構工程在抗震設計中的探索[J].蚌埠學院學報，2013，2（02）

（作者單位：新疆北疆建筑規劃設計研究院（有限責任公司））