建筑結構抗震設計分析

馬冬靜

（大同市建筑設計研究院， 山西 大同 037000）

當前，如何提高建筑的抗震效果已經成為城市建筑物建設過程中廣泛關注的問題，也是一個難以有效解決的問題。想要提高建筑物的抗震效果，不僅需要從建筑物所在位置的地質構造入手，還要考慮建筑物所使用的建筑材料以及建筑物的結構特點。因此，為了使建筑物具有更強的抗震性能，需要對其結構進行科學合理的優化。

1 建筑抗震結構設計的現狀

1.1 未掌握建筑物本身建筑結構設計等級

在建筑結構抗震結構設計上，若對抗震等級把握不準，將會直接影響建筑結構的工程造價和工程質量。由于個別設計人員不顧工程成本的考慮，過多的考慮安全問題，在設計時有意或無意的提高了抗震設計等級，這樣雖保障了建筑結構的安全性，但是給建筑物的投資和造價帶來了直接的影響。

1.2 建筑材料不滿足要求

建筑物的質量越大，地震作用下的影響也越大。因此，在建筑結構設計的過程中，應該盡量采用輕質材料，改善建筑物的抗震性能。但是，在建筑結構的設計過程中，我們更多的是考慮建筑結構的安全性，對新型建筑材料的使用重視度不夠，尤其是在高層建筑的使用過程中，對于高強混凝土和鋼筋的使用存在不合理的情況，過多的采用混凝土將會造成材料的浪費，同時也會增加建筑物的體重，反而對抗震帶來不利影響。

2 建筑物的抗震結構體系

2.1 框架結構

框架結構是建筑物主要的抗震結構之一，得到了比較廣泛的使用。框架結構使用的主要優點在于能夠為建筑物的內部構造設置靈活空間，這對底層建筑而言不會對其結構產生較大的影響。框架結構有自身的缺點，比如其對于建筑物的層數有較大限制，主要是由于框架結構屬于柔性結構?？傊?，框架結構一般適用于層數較少的建筑中，并且抗震效果不是非常明顯。

2.2 剪力墻結構

剪力墻結構是工程中運用普便的一種結構形式，與框架結構相比，它是抵抗水平地震力作用較為突出的一種結構形式，但為了保持平面外穩定，剪力墻結構必須依靠各層的樓板作為支撐，所以，這就決定了，其主要適用于小開間的房屋設計，如旅館、公寓和高層建筑，使用功能比較受限。

2.3 框架——剪力墻結構

所謂框架——剪力墻結構，也就是工程中說的框剪結構，即在框架結構的基礎上增加剪力墻結構，相當于在柔性結構中增加一部分的剛性結構，既能夠保證房屋建筑設計的靈活性，也能夠增強房屋建筑的牢固性?？蚣芗袅Y構不同于單純的框架和剪力墻結構，設計計算相比更加復雜一些，它要求框剪結構中底層框架在規定的水平力作用下所承擔的地震傾覆力矩的比重達到一定要示，才可以按框剪結構設計，否則按純框架設計或純剪力墻設計，框架剪力墻的受力體系是由框架和剪力墻組成的新的一種受力體系，由于框架結構在下部樓層位移較小 ，而在上部樓層位移較大，這對剪力墻結構來說，恰恰相反，這樣相互排斥的關系，注定該體系不適合高度太大的結構，一般來說，它的高度低于純剪力墻結構，但可適當高于純框架結構。因此，在結構設計時，應該對樓房高度進行合理控制，確?？蚣芎图袅Φ淖冃纬潭然颈３忠恢?，才能更好的發揮框架剪力墻的優勢。

3 建筑抗震結構設計的優化

3.1 建筑結構的選擇優化

當前，建筑物的結構是多種多樣的，主要包括框架結構、框架——剪力墻結構以及剪力墻結構等。在進行建筑物的設計過程中，要充分結合建筑物建設的特點進行相應的分析，通過綜合考慮建筑物在建設過程中的受力情況等來選擇合適的建筑結構，并且與此同時要考慮到建筑物所在的地質環境以及對于建筑物抗震效果的需求。通過將設計理論與實際的建筑要求結合起來，才能夠制定出完善的建筑設計方案。

3.2 建筑結構的功能優化

對于建筑物來說，在進行建筑設計之前就已經確定了其相應的功能，用于不同的用途，比如住宅、辦公樓、商場、停車場等。因此，不同的建筑都有著自身不同的需求，在進行建筑設計時需要根據這些要求進行相關抗震效果設計。因此，在進行建筑設計時，要對不同的功能區域進行劃分，并且要根據各個區域的功能對其抗震結構進行優化，提高建筑的實用價值。

3.3 建筑結構的尺寸優化

在對高層混凝土進行施工設計時，對建筑每一個單元都已經明確了相關的尺寸即要求，對所使用材料的形狀也都進行了明確的規定，因此，在建筑施工過程中，要嚴格根據設計要求進行相關材料的切割，保證每一材料的使用都能夠符合相應規范，在最大程度上保證材料使用的合理性，從而降低工程建設的成本。

3.4 建筑結構的體系優化

除了以上幾點外，建筑抗震結構設計中的重點還包括建筑結構的體系優化。因此，在對建筑結構體系進行設計的過程中，要充分遵守相關的設計理念，秉著對稱、規則的要求進行相關結構的設計。除此之外，由于建筑在施工設計的過程中會存在較多的可變因素，因此需要根據變化不斷的對設計方案進行調整和優化，使得建筑在滿足建設要求的前提下具有更加優良的抗震性能。

4 建筑抗震結構設計的方法

4.1 推廣消震和隔震措施

在高層建筑結構抗震設計的過程中，建筑物的體積和形狀對抗震的影響很大。形狀規則的建筑物將表現出更為良好的抗震性能，但由于建筑結構要求滿足功能性使用的需要，留給建筑結構發揮的空間有限。因此，在建筑抗震結構設計過程中需要采取有效方法減少地震對建筑結構的影響，其中一個主要方法就是推廣消震和隔震措施。當前，我國的地震發生頻繁的地區房屋建筑都采取了一定消震和隔震措施，尤其是對建筑來說更是如此。消震和隔震措施的基本原理是通過對房屋建筑的剛度進行控制，能夠使得房屋在地震發生時處于塑性的狀態，使地震所帶來的強大能量大部分都被消耗掉，建筑物本身所承受的地震的壓力變得非常小，增強建筑物抵抗地震災害的能力。

4.2 減少地震時的能量輸入

減少地震時的能量輸入也是建筑抗震結構設計的一個主要方法。建筑物在地震發生時被破壞的一個非常重要的原因就是其對于地震所產生的能量不能夠進行合理的傳播，因此，在進行建筑物的設計過程中，要充分的考慮建筑物承載力、地震所帶來的位移等，從而使建筑的設計具有更強的變形能力和彈性。通過對建筑設計的實際需求進行相應的分解，能夠使得其對于地震的能量進行有效的傳輸，降低地震對于建筑物的破壞程度，更好的保證人們的生命和財產安全。

4.3 設置多道抗震防線

所謂設置多道抗震防線，是指在高層建筑結構抗震設計方面，利用一些耗能桿件的屈服和彈塑性變形來消除地震能量，從而使得建筑結構的各個構件處于一個穩定的狀態，避免構件因為地震作用力的影響而出現破壞。因此，建筑結構的各個構件都應該具有良好的抗變形能力，能夠做到“小震不壞、中震可修、大震不倒”，當遇到強震的時候，能夠有足夠的變形時間來保證建筑物不會馬上脆裂破壞，能夠留出足夠的時間和空間保證人民群眾的安全。同時，還需要考慮余震的影響，設置多道抗震防線，避免余震的作用導致建筑結構損傷的積累而導致建筑坍塌。

5 結語

綜上所述，本文主要對建筑結構抗震設計的現狀、結構、設計內容、設計方法進行了總結與分析，能夠更好的提高建筑結構的抗震特性，對建筑工程的可持續發展有著重要意義。由于建筑抗震結構的設計已經成為城市建筑工程中重點關心的問題，因此需滿足建筑未來發展的實際需要。通過對于建筑抗震結構的優化，能夠提高建筑抗震性能，從而確保建筑的實用價值。