土木工程結構設計中的抗震研究

袁小春

摘要：地震是一種較為嚴重的地質災害，尤其是在城市中發生的地震，很容易導致樓倒屋塌，對人民群眾的生命財產安全造成威脅。未來針對地震這一地質災害，需要使用更好的建筑設計方式來盡量降低其對建筑的影響，從而保證建筑安全。在工程建設的過程中，建筑設計需要在其中摻雜防震理念，這能夠全面提升整個工程的抗震功能。本文主要針對于建筑設計的過程中抗震設計進行分析，在幾個方面來對這一理念的應用提出策略。

關鍵詞：建筑;抗震設計;策略

引言

為了適應我國建筑行業的發展需求，提高建筑工程的安全性和穩固性，要重視高層建筑的抗震設計，完善建筑工程抗震設計方案，提升工程的整體設計水平，確保建筑工程符合規范規定的抗震標準。高層建筑結構復雜，樓層較多，如果建筑結構的抗震性能未達標，地震會破壞建筑結構，甚至會導致嚴重的傷亡事故。提升高層建筑的抗震能力可以確保結構穩定，所以工程設計應遵循抗震設計原則，確保高層建筑的結構符合安全標準。

1建筑設計和抗震設計的作用以及關系

設計抗震功能之前，首先需要注意建筑設計的合理性，一般來說建筑設計都是經過了設計師的精密計算與反復推敲，因此想要改變結構來提升建筑抗震性能屬于非常困難并且也非常危險的行為。提升抗震性能的過程中，改變結構顯然是不可能的，但是可以根據施工預案中對于各個位置加強布局，從而保證整體結構質量。這種改善的方法能夠在保證原本設計結構不改變的情況來加強結構的整體穩定性，原理并非加固，而是保證各個受力點之間的受力逐漸均勻，因此在地震來臨時不會輕易發生形變，也就提升了建筑的抗震性能。如果在施工的過程中沒有考慮到抗震的實際需求來進行施工，那么后續進行抗震性能加強就會導致非常困難，因此加強抗震性能需要站在整體的角度上來對抗震設計進行約束。在實際加強的過程中想要將各個位置的部件進行加強，材料無法改變，那么就需要加強面積，這難免會產生一定的浪費。由此可見在抗震設計的過程中，這一過程需要考慮到非常多的問題，因此屬于較為復雜的流程，需要考慮到全面的設計內容。

2土木工程結構設計中的抗震策略

2.1橡皮支座抗震技術

高層建筑的抗震設計可以通過優化支座結構設計提升整體結構的穩定性。將高層建筑簡化為基礎和主體二大結構部分，在兩個結構間設置支座裝置。由于高層建筑的豎向結構強度較大，在地震橫波的作用下，支座上部結構會發生整體位移，傳統的剛性結構支座沒有活動余量，會在結構連接處產生剛性破壞。在連接處設置橡皮支座裝置，外力作用會使結構連接處發生位移，有效降低地震對建筑結構的剛性破壞，在地震強度不高的情況下，地震造成的沖擊對建筑的破壞性極其有限，可以保證建筑結構的穩固性。因為我國大部分地區的抗震設防烈度不高，所以橡皮支座抗震技術的應用范圍較廣泛，實際工程應用的抗震效果較好。高層建筑隔震技術的應用。

2.2注意建筑豎向布置

建筑在豎向布置的過程中，需要注意剛度以及質量的問題，這一問題將會對抗震性能產生較大的影響。豎向布置一般都應用在單層或者多層的建筑當中，這是由于每層使用過程中發揮的功能都各不相同，如果不進行處理，很容易導致上下樓層之間的質量不同。例如一棟中低層建筑，底層或者下三層設計的過程中準備用于商業用途，那么為了盡量展現出良好的商業效果，就需要使用大柱距，從而展示出更大的空間。這樣的設計并無問題，但是如果除了底層或者三層以上的空間用于居住，那么往往設計的過程中就會有比下幾層多幾倍的墻體，也會導致質量不均勻。不僅如此，在使用的過程中有些樓層還會設置大空間的會議廳、展廳、報告廳，這就導致建筑在使用的過程中質量參差不齊，甚至每一層之間的質量有著極大的差距。而這種設計直接展現出來的后果就是建筑豎向剛度質量分布不均勻，容易出現剛度突變，形成扭轉效應。尤其是有些樓層在建設的過程中沒有進行剛度加強，導致剛度差距過大，成為了整個建筑的薄弱層，一旦地震發生，往往這一層就會瞬間坍塌、扭轉、形變，進而對整體結構產生致命的影響。在實際使用的過程中需要注意，很多建筑都存在著這種上下墻體不一的現象，尤其是支撐柱，有些樓層有支撐柱，但是下一層往往就沒有，這種墻體不連續的現象都將會影響樓體對地震力的處理。除此之外，在設計的過程中還需要關注剪力墻的作用，剪力墻在實際使用的過程中最好能夠應用到底，如果中斷就會導致剪力墻的受力出現問題，不利于抗震工作的開展。在1995年，日本阪神大地震中很多鋼筋混凝土高層建筑發生了整體塌陷，這就是由于在建設的過程中不同樓層之間的受力不均勻。未來在豎向設計的過程中，需要盡量將剪力墻應用到底，不要中斷，并且要均勻分布，從而避免出現地震扭轉現象。

2.3建筑構造保障抗震性能

在進行建筑的抗震結構設計時，需對抗震不利的地方進行有效加強處理，并且進行多層次抗震設防，以保證建筑能滿足抗震設計要求。建筑物的抗震體系由主體結構安全和維護構件安全兩個層級。換言之，建筑物的抗震設計除了結構概念設計外還包括維護墻體、外墻門窗、幕墻及飾面裝飾材料等設計。從事建筑設計行業，需要了解到施工現場最容易犯建筑構造上的低階錯誤，而設計中則是更多注重對結構主體的把控，忽視對建筑構造細節的表達。對于很多建筑，特別是醫療教育建筑，發生地震時除了結構不應被破壞，還應該考慮項目的整體安全，保證項目能為搶險救災所用。所以，建筑設計時首先應選擇合適的墻體材料，盡量不選薄壁型空心磚、大孔徑空心磚等類型的砌體構造，此材料在地震作用下極易被地震剪力所破壞，不利于抗震;其次對外墻幕墻設計時需要將一些具有良好延性的結構構件，使用合理的方法進行有效連接，才能使構件與建筑主體協同工作，避免地震時產生次級傷害。同時應盡可能考慮到建筑的每一個構造節點的細節，這樣才能夠達到國家的抗震設計要求。建筑物精細化設計是建筑抗震設計的必然趨勢，設計過程中不能對結構主體和維護設施有區別對待，需要根據建筑的具體要求來處理好兩者之間的相互關系，這樣才能保證建筑物的安全，避免人禍與天災同行。

2.4建筑結構的抗震設計數據分析

地震是地球表面地殼運動引發的，其發生與地質環境結構有關系。在房屋建筑結構設計中，要根據建筑現場地質特點進行現場勘查分析，結合以前地震震動發生的數據信息和建筑建設要求，設計地震能量傳遞抗震的辦法。根據地質抗震的設計要求，對建筑結構進行優化，以提升建筑結構的整體抗震設計水平。

結語

建筑行業的未來發展影響了我國經濟的整體發展水平，未來提高建筑物的抗震性能決定了整體抗震設計的水平。在地震發生之后，建筑物的抗震設計水平能夠在最大的程度上維護受災群眾的人身傷害和經濟損失。因此在未來建筑設計的過程中，需要注意使用合適的方法來控制建筑設計和抗震設計之間的關聯性，建筑設計是抗震設計的實施前提。在開展抗震設計的過程中，需要將建筑設計與結構設計進行綜合考量，保證這兩者能夠處于穩定的發展狀態。只有兩者進行整合，才能夠抗震性能得到發揮，將抗震水平進行提升。

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