建筑結構設計中的抗震結構設計

舒添

（中匠民大國際工程設計有限公司山西分公司，山西太原 030000）

0 引言

建筑工程中進行抗震設計，已經在全球范圍內得到高度認同，不僅能有效提升建筑質量，還能使建筑具有抗震性能，保證人們生活、生產的安全，建筑設計過程中為提升建筑構架的設計水平，促使建筑抗震能力得以改進，設計人員需要針對現在建筑中抗震方面的問題進行分析，并根據抗震設計的基本問題制定相關措施，進而保證建筑工程具有抗震效果，降低地震對建筑造成的損害，確保人們在面臨自然災害時提升建筑安全繼而保障人身財產安全，如圖1所示。

圖1 建筑抗震加固

1 抗震設計的基本原則

1.1 對建筑結構進行整體的規劃

為保證建筑具有抗震效果，在建筑工程設計過程中，要優先考慮建筑物整體結構，并對建筑結構在地震情況下的整體反應進行高度關注，根據此類反應進行具體分析和計算，選擇適當的材料和設計方式進行建筑工程的抗震設計，以此提升整體建筑物抗震效果[1]。實際設計過程中，需要減少建筑物薄弱部分，避免建筑物在地震過程中，受薄弱部分影響，造成整體破壞，因此需要對建筑結構進行整體規劃。建筑設計人員需要對建筑設計過程綜合考量，并綜合規劃抗側力的結構，以此保證建筑設計具有均勻性和對稱性，拔高建筑整體的規整性，優化抗震效果。

1.2 保證建筑結構物的結構剛度

建筑物設計過程中，設計人員需要對地震作用力的雙線性進行充分考慮，以此保證建筑物能夠在各個方面對作用力進行抗衡[2]。首先設計人員需要在主軸方向合理控制高度。其次在設置結構高度時，還需要考量建筑物的變形方位，運用相應的柔性結構，分擔整體建筑的外力，減少地震作用力下對建筑整體結構的影響，進而減少人員傷亡和財產損失。

2 建筑抗震設計問題

2.1 結構體系與材料方面缺陷

建筑工程項目施工過程中，建筑物的材料以及整體結構體系是人們高度關注的問題，需要設計人員以及施工人員正確選擇。在地震高發地帶有效選擇材料對建筑結構體系設計具有重要意義[3]。現階段建筑結構中，我國建筑主要以鋼筋混凝土為主，因此在變形控制過程中，要充分考慮位移限制。但是由于設計需要根據建筑的實際情況分析，所以鋼框架系統改變工作難度隨之加大，無法有效控制建筑的變形側移度。此種情況在建筑中存在不利于提升整體建筑的抗震效果，并使鋼結構的荷載力不斷增加。建筑設計中需要對整體結構體系進行考量，因此結構轉換設計工作開展很有必要。在一般建筑中，會加強轉換層的強度剛度，而此種設計會在一定程度上造成剛度突出的情況，使相鄰柱構件間的剪力不斷增加，減弱了建筑體的抗震性。

2.2 高層建筑和超高建筑兩類建筑抗震設計不足

隨著我國社會經濟不斷發展以及資源節約需求不斷加大，我國高層建筑規模也隨之擴大，甚至存在超高建筑，此種情況要求設計人員從設計之初就必須關注高層抗震能力。由于高層建筑和超高建筑具有一定高度差距，因此超高層建筑物在地震中受到的破壞力會比普通高層增強，建筑整體的抗震性能減弱，無法抵御地震災害[4]。首先相關建筑人員需要對建筑實際情況進行調查，并在相關經驗和案例的基礎上，對此種建筑進行合理論證，其次設計人員還要擬建模型進行實驗。但是在我國的部分建筑結構中，出于對成本的考量，此種步驟會相應地縮短和減少，而此種做法會造成建筑體質量降低。

2.3 短柱和軸壓比在設置過程中存在的問題

目前我國高層建筑在施工過程中為有效控制柱的軸壓比，會增加柱的截面面積，此種情況，即使在建筑中運用高強度的混凝土，也無法對其進行舒緩[5]。為了減少此類情況，在設計中會采用限制柱軸壓比的設計，但是此種設計會造成混凝土被壓碎，建筑結構延性逐漸下降的后果，對建筑物的抗震性能造成負面影響。

3 結構設計中提升建筑抗震能力的策略分析

3.1 結構設計中對整體構造設計進行有效優化

整體設計建筑物過程中，設計人員首先要對建筑物的結構體系進行整體考量，對于地震發生過程中對建筑的作用力進行研究，并根據此考慮建筑物抵御地震作用力的效果，與此同時，相關設計人員還要對不同結構體系適用的抗震措施進行研究，從而在具體設計過程中能夠提升建筑的整體經濟效益和安全性，減少地震帶來的影響[6]。其次設計人員要對工程的實際情況全面掌握，并在此基礎上對建筑整體結構體系的優化工作進行規劃。在建筑結構體系的設計過程中，要保留一定的余度減少地震對建筑結構的破壞，使整體構架能夠對地震作用力進行分散均衡，以此保證建筑部分構件在地震中即使被破壞，也不會影響到整體建筑的抗震性能。再次在設計建筑過程中，設計人員需要把震害的傳播路徑進行分析和考量，并在結構圖中進行清晰標注以此保證設計人員能夠在建筑設計過程中對建筑物的抗震性進行全面顧及，以此滿足建筑的抗震需求。

3.2 結構設計中對抗震位置進行合理選擇

設計人員在進行抗震設計過程中，需要選擇具有抗震優勢的場所，并且保證此場所在地震過程中受到震感影響比較小，以此借助其地理條件完成整體建筑的減震目標[7]。在一般情況下，建筑工程中不能將地質不均勻以及軟弱地質區域設置為抗震場所，此種地區在地震過程中受到地震損害和影響比較大，無法發揮其抗震功能。若是在實際設計中對此種區域的抗震設計無法進行規避，則需要對地基進行優化處理，以此保證地基結構能夠對地震進行防御，提升整體建筑的強度，進而展開建筑抗震設計。此外設計人員還需要根據地基場地的實際情況以及財務和材料狀況進行抗震設計措施的實際考量。

3.3 結構設計中對抗震荷載進行恰當處理

為保證建筑物能有效抵抗地震災害進行，相關設計人員在結構設計過程中需要遵循強弱協調的設計原則，對建筑中的節點、柱等位置強度進行相應的提升，并對建筑結構中梁、拉力中心等部位強度進行相應的減弱，以此避免地震中建筑節點會被地震波過早破壞，使建筑其他結構承受力增加，此過程中相關設計人員需要提升柱端承載力，使承載力高于梁端的承載力，如此方能提升整體建筑的荷載可承受性，減少地震中遭受的損害。與此同時，相關設計人員還要根據具體的規范，需要對整體建構荷載進行調整，使其在合理范圍內達到最大，以此提升整體建筑的抗震性。

3.4 結構設計中根據建筑類型選擇適當抗震構造

建筑設計過程中，設計人員需要根據建筑種類選擇適合建筑物整體構造的抗震構造進行設計，從而提升建筑整體結構的抗震性，保證建筑結構能夠與抗震結構一起抵御地震災害帶來的威脅[8]。在建筑設計中一般會設計磚混結構建造建筑體，磚混結構中一般會運用水平圈梁加內外連接墻的構造進行實際建筑，而水平圈梁能有效約束和抵御外力損害，內外結構墻能有效提升整體建筑的塑性變化減少其位移程度，進而保證工程的整體性和延展性得到提升，使建筑的防震性能得以增強。

3.5 對結構自重弱化處理

建筑結構中，如果地基條件相同，設計人員對建筑進行抗震結構設計也須加以考量，不能根據經驗直接設計。現代建筑中為了提升經濟效益控制成本，一般情況下會控制結構成本，自重使建筑層數不斷增加，而此種情況使建筑質量受到一定的影響，會增加建筑在地震中的坍塌危險。為了有效緩解此類現象，可以在建筑設計中運用質量較輕的材料，減少結構本身重量，達到質量控制的效果，現在建筑行業中建筑的抗震性會隨著人們的需要以及自然災害的提升不斷增加，為保證建筑的整體抗震性，需要對建筑的變形能力進行控制和預測，因此在設計過程中，通過相關的參數確定建筑構建的最終值。

4 結語

總而言之，隨著經濟的發展，我國建筑行業不斷擴大，在建筑過程中逐漸融入滿足人們生活需要的功能。建筑中進行抗震設計，能有效抵御地震損害，此種措施在世界建筑中也具有高度的評價和研究價值。但是地震屬于自然災害，存在不確定性以及多樣性因素，因此在實際設計中需要根據建筑情況以及當地的地理環境進行研究，選擇適合的抗震設計，并改進現在抗震設計中存在的問題，提升抗震結構設計在建筑中的實用性，保證人們生活生產安全，為人們的生命財產提供技術性保障。