建筑結構設計中的抗震結構設計

萬林

國海建設有限公司 江西 南昌 330200

引言

研究指出，在建筑結構設計過程中需要關注抗震結構的設計質量，重視在分析地震災害對居民生命安全造成危害基礎上進行科學設計，通過增強抗震能力有效抵御不同地質災害對建筑結構造成的危害。基于整體建筑水平的穩定提升，在建筑結構設計時需要思考通過哪些方式提升抗震設計的科學性，當發生地質災害時能給居民提供較為安全的建筑防護。所以，應該分析通過哪些方式來提升建筑結構抗震設計的水平，利于在強化抗震設計效果基礎上推動建筑行業的創新發展。

1 建筑設計在建筑抗震設計中的重要作用

1.1 強化建筑的內部性能

抗震設計理念在建筑設計中的滲入，能夠提供建筑布局以及結構質量的理論指導，確保內部的安全性以及穩定性，建筑抗震設計時預留的空間使得內部結構更加科學合理，在進行抗震設計方案的優化時，應該嚴格參照標準的建筑設計參數規范，參考結構中的剪力墻布置，使其分布能夠更加均勻合理，即使發生建筑結構中心位置的斷裂，也能維持良好的抗震效果。

1.2 提升結構設計水平的路徑

設計人員在對建筑結構進行設計過程中需要關注多種因素的影響，從整體角度思考制定提升結構設計水平的路徑，在投入更多精力基礎上，滿足人們提出的抗震結構設計需求。因為抗震設計包含的因素比較多，所以在結構設計時應該對地震結構進行多元分析，也要在材料性能基礎上提升結構設計的科學性。這樣能提高建筑結構設計的合理性，圍繞實際情況提出針對性的設計措施，通過對傳統結構進行優化設計以提升抗震性能。以此在建筑材料科學運用的基礎上，保障抗震結構設計的科學性，圍繞本地區的地質災害情況與抗震性能進行建筑結構的優化設計，在滿足抗震設計技術標準基礎上，給人們帶來更加安全的居住環境[1]。

1.3 提升建筑抗震應用效果

長期的發展積累，使得建筑設計的理論基礎持續完善，積累了相對較多的實踐經驗，通過先進理念在建筑設計中的應用，可以強化抗震的效果，部分建筑物存在嚴重的凹凸不規則以及超出屋頂高塔的情況，在建筑的抗震設計中，加入建筑設計的相關理論，能夠很好地改善此類問題，提升其實際剛度。建筑設計時將電梯放置在中心位置，也是一種強化抗震設計效果的重要手段。

2 市政建筑結構設計中抗震設計的現狀

2.1 市場建筑結構設計中抗震設計理念滯后

近幾年來，市政建筑結構設計環節易出現各類問題，設計人員對于設計理念認知力度不足，在設計過程中盲目運用傳統的設計理念，未能從全方位角度思考抗震性能的優化，這一設計方式對建筑工程安全性與穩定性的保障相對不利，如若日后區域內發生地震，必然造成巨額經濟損失，或者伴隨人員傷亡等，極大地影響和諧社會的構建。不僅如此，在建筑結構設計環節，設計人員很多時候未能明確抗震設計的重要意義，在抗震設計的過程中沒能全面及系統的思考，導致抗震結構不科學、抗震級別不達標，最終的建筑結構設計方案必然不夠理想。除此之外，設計人員在設計過程中未能考慮日后工程擴建所帶來的安全隱患，普遍存在抗震設計計算不準確、實施標準不嚴謹等問題，且所運用的軟件未能精準地計算抗震性能以及抗震結果，從而導致最終的設計結果與預期效果存在巨大差異，極大地影響了抗震實驗的精度與準度。

2.2 脫離設計圖紙

在市場經濟發展背景下，很多建筑單位為了片面的追求經濟效益，忽視整體建筑結構的安全性和可靠性要求，擅自增加建筑物的整體高度，使其高度設計和原有的設計圖紙標準嚴重不符，降低了高層建筑整體結構的強度，提高了建筑物受地震災害的危險系數，為人們的生命財產安全造成非常不利的影響[2]。

2.3 結構設計中抗震設計方向存在偏頗

市政建筑結構設計中抗震設計是重點內容，建筑結構設計師應本著設計的科學性原則，以滿足工藝設備需求為宗旨，確保結構設計的有效性。但從現階段建筑結構設計情況來看，該項工作的落實仍存在許多問題，主要表現在抗震設計側重點不夠突出，抗震性能的優化是重中之重，直接影響了建筑工程日后的使用安全性等，但部分設計師卻更加強調功能設計，導致與工程安全相關的元素未能得到重視，通過消防安全的控制僅僅流于表面，無形中增添了安全隱患，難以保障市政建筑結構設計方案的可行性。

2.4 建筑結構設計方案缺乏先進性

市政建筑結構設計中的抗震設計應根據現階段建筑事業的發展趨勢，參考設計標準與法律條文，優化抗震設計方案，突出設計方案的科學性與合理性。但當下設計工作的開展過程中，部分設計人員未能根據行業發展形勢進行系統化思考，導致抗震性的設計穩定性嚴重缺失，未能將抗震設計落于實處，抑或是從細節層面入手予以優化、完善等，沒能從可持續發展理念角度分析抗震設計的重要性與必要性，這樣導致整體的市政建筑結構設計缺乏先進性與前瞻性，很難保障進入工程使用的耐久性，甚至會給建筑工程設計單位與施工單位的發展帶來相應的影響。

3 基本原則

在建筑結構設計過程中應該堅持整體性原則，設計人員需要從建筑整體出發進行抗震設計，讓建筑結構可以滿足人們提出的安全居住需求。只有保障建筑結構整體性能，滿足人們提出的居住或者是使用需求，才能保障結構設計的質量，在先進理念支持下進行多樣化的抗震設計，在滿足人們對建筑設計需求基礎上推動建筑行業的優化發展。同時在進行抗震設計時需要關注結構剛度原則，立足雙向傳導提升結構設計的合理性。設計人員在進行建筑結構設計時應該思考結構剛度，重視通過多種技術與建筑材料運用針對性控制結構變形，也能通過保障結構剛度提升建筑抗震設計的實際水平。這樣能在各項因素分析與資源運用基礎上推動抗震設計的有序落實，保障結構剛度能與建筑抗震能力相匹配，在科學控制結構抗震壓力基礎上提升結構設計的有效性[3]。

2.1 各種抗震設計

抗震構件的設計需要同時考慮許多各種因素，因此，建筑設計過程中需要同時考慮一些各種因素和最基本的抗震設計。通過分析建筑抗震的特性，并利用現代科學技術做出各種工程設計，使建筑物具備了多功能的防震特性。在某些地震多發區域，單純的防震工程設計并無法進行全面的設防，抗震效果較差。所以，在建筑設計過程中應充分考慮建筑物抗震設計的多樣性。提高了建筑的安全特性，并確保其在防震方面起到了關鍵作用。這也是人們今天在設計防震建筑物時堅持的基本準則之一。

2.2 科學的結構設計，合理分配優缺點

建筑結構的建筑設計也需要遵循一定的規范，而優劣勢的劃分也需要以這方面的建筑相關規范為基礎。特殊的構造方式和剛度分布保證了建筑結構在產生地動時的最大穩定性，使之不會變形或傾倒，在建筑不同組成部分間也產生了依附關聯和共同支撐的關系。而且，建筑各部分的硬度和彈性都滿足了這些建筑的設計標準，從而提高了建筑物的穩定性和可靠性。

2.3 確保各部分的有效功能

在抗震建筑物的設計過程中，設計組件必須發揮其全部潛力。否則，建筑物的耐震能就將降低。所以，在建筑設計過程中，要充分考慮材料是否能夠充分發揮設計用途。比如，建筑物的承載構件是不是能夠按照建筑設計時的承載標準完成，建筑物的局部補強是不是能夠增加建筑物的穩定性等。各個區域和組成部分都是根據原設計確定的，我們必須充分考慮您是否能夠充分發揮我們的建筑設計的優點，以緊密匹配設計的特點和功能。

在開展影響建筑結構的抗震工程設計時，設計人員應當積極運用最先進的計算機以及相應的大數據分析軟件，對影響建筑物構造的抗震設計方案進行建模和數據分析，以便于更加精確地建模和分析對受影響的建筑物構造的危害。通過根據負荷變化和實際受力狀況，優選和完善抗震構造的設計方案，以提升抗震結構設計水平與品質。

4 提高建筑抗震性能設計的途徑

4.1 保障結構參數的準確性

在對高層混凝土抗震結構進行設計時，要對具體的建筑位置、環境、地形等進行科學合理的勘察和測量，掌握精準的數據，從而保障高層建筑結構設計參數的精準性和全面性，保障抗震結構設計的合理性和可行性。高層建筑不同樓層在發生地震時出現的位移限值容易受到建材規格、結構體系等因素影響。因此，在具體設計時，要綜合利用計算機軟件，在測量數據的基礎上，建立完善的設計模型，保障設計參數的合理性和準確性，為提升整體結構的穩定性，強化其抗震性能提供堅實的依據。

4.2 砌體結構設計

建筑的柱體結構與圈梁砌筑墻體部分會因為受到水平地震荷載與豎直地震荷載的作用下而出現裂縫，將墻體劃分為多個塊體。在水平地震荷載的作用下，建筑結構會產生水平方向的位移，逐漸向外移動，導致結構裂縫的開裂程度越來越大，破壞墻體的整體性，使墻體承壓面積逐漸減小。當其承載力無法達到設計承載要求時，就會出現坍塌，墻體承載能力也逐漸消失。基于這種情況，應重視結構柱和圈梁的設計，提高結構的彈性，從而消耗一部分地震作用力，避免建筑墻體的剛度快速衰退從而發生坍塌現象，或者延緩這種問題的發生，使建筑即使在中震與大震情況下，也不會出現快速坍塌。

4.3 完善結構體系設計

要保障建筑結構的規則性設計，對其抗震構造進行精細化處理，強化豎向結構受力均勻性，綜合應用平面、立面結構的協調性，設計多層抗震防線，最大限度降低地震對建筑物的位移破壞；強化對建筑主體結構的保護作用，提升其抗震性能，促進其使用周期，保障結構穩定性；要對筒體、懸掛、剪力墻等抗震結構技術進行綜合應用，保障混凝土抗震結構剛度，促進其抗震性能的提升[4]。

4.4 建筑材料的科學選擇

對于任何的建筑結構而言，其主要的承重原料都是建筑材料，而建筑材料自身的塑性和剛度會在整個建筑工程結構抗震性能中起到很大的影響作用。基于此，在對市政建筑工程結構進行抗震設計的過程中，設計工作者應該充分考慮建筑材料的合理選擇。具體選擇中，應該對市政建筑工程所在地實際的地質特征、地形地貌、板塊運動等的各種條件進行全面了解，并以此為依據來選擇抗震性能符合實際工程需求的建筑材料，這樣才可以讓整體市政建筑結構的抗震性能得到良好保障。一般情況下，在市政建筑結構的材料選擇中，通常以輕質量、高強度的建筑材料為主，同時應保障其整體性和延展性足夠好。對于板塊比較穩定的施工區域，市政建筑結構設計中，可以科學利用裝配式混凝土，這種材料更加輕便，且施工操作也較為簡單。但是，如果市政建筑工程所在地為地震頻發區域，現澆筑混凝土結構就很容易產生裂縫問題，其安全性也難以得到有效保障。

4.5 合理布局，控制地震能量

采取減少地震作用的方法可有效減輕地震災害對建筑結構造成的負面影響。為嚴格控制地震災害產生的能量，在建設土木工程結構的過程中，還需認真分析建筑物位移動作的影響因素，且在結構設計的過程中注重因素的合理預測與定量分析，以期在結構設計的過程中減弱地震震動產生的能量。同樣重要的是，發生地震時，為嚴格控制建筑物可能出現的破損和變形問題，需認真分析和設計建筑底部位置的塑性變形，這種方法在地質硬度較高的土木工程建設中具有十分顯著的優勢。在設計過程中，工作人員應將結構間的關系及力傳導方向等進行思考和分析，合理利用結構間的協作關系，實現對地震能量的消減和把控，降低地震能量波集中傳導對局部建筑結構帶來的影響和威脅，保證建筑的質量。在力傳導分析中，要做好應力均衡劃分的思考，避免局部應力過大帶來的威脅，保證建筑結構的質量[5]。

5 結束語

綜上所述，因為現代建筑物結構的抗震設計，對結構構件的延性、承載力、熱穩定性和強度參數都有高度的要求，所以，設計師首先要建立防震結構的先進建筑設計理念，從防震設計中完成工程設計。結構的整體設計，建筑物構件的傳力路線一定要清晰合理，而建筑物構件的抗震特性設計一定要與整體設計強度相互協調。另外，為增強建筑的抗震特性設計，在選用建筑的主要構件型式時，也應當盡量選擇均勻、規則布置的概念。