建筑工程結構設計中抗震問題的分析

王昊

（山西五建集團有限公司，山西 太原 030013）

0 引言

近幾年，高速發展的國內經濟為民眾帶來了過去從未體驗過的物質生活，但頻繁發生的自然災害事故也讓其對建筑工程的質量提出了一系列新要求，因此需要重視建筑工程結構設計中涉及的抗震設計問題。相關改革實踐的重點在于保證建筑工程整體結構的穩定性和可靠性，讓其能夠真正成為保障民眾生命以及財產安全的庇護所，以此為出發點，才能夠以全方位滿足民眾的居住和生活需求為前提推動國內建筑工程施工行業的轉型發展。在建筑工程的抗震設計之中，要注意全方位把控各個環節的細節問題，并且需要全方位分析把控建筑工程所在區域的實際情況。

1 建筑工程結構抗震設計的意義

地震是較為常見的自然災害，并且擁有較強的破壞性，由于我國屬于世界兩大地震帶的交會地段，所以必須重點關注地震災害所造成的負面影響，并且我國也經歷過地震災害的傷痛（圖1）。在建筑工程的結構設計之中，如果不能通過建筑工程的抗震設計把控好各個環節的細節問題，則會直接影響到群眾的生命和財產安全。現階段，政府部門已經出臺了相應的行業政策和規章制度來約束建筑工程結構設計中的抗震設計問題，并且有關單位也在嚴格執行上級部門制定的設計標準，但實際設計工作中仍舊存在諸多需要進一步解決的問題。從宏觀角度分析，由于人類對于地震災害的了解仍舊處于相對初級的階段，所以有關注建筑抗震設計的改革實踐也仍舊處于相對初級的階段[1]。基于上述現狀，需要重點關注建筑抗震設計問題的研究實踐，并且需要引導各地根據自身的實際情況制定切實可行的建筑抗震設計標準，從而提升建筑物的抗震性能，并且在滿足民眾實際需求的基礎之上推動建筑設計以及施工行業的轉型發展。

圖1 地震災害剪影

2 建筑工程結構抗震設計需要遵循的原則

綜合相關環節的因素分析，需要在建筑工程結構抗震設計工作中重點遵循以下原則。

（1）多重防線原則。無論何種規格、形制的建筑工程，建筑物墻體的厚度會直接影響到建筑物結構的穩定性和整體抗震性能。即便是遇到突如其來的地震災害，結構穩定的建筑物也能夠較為完整的保存下來，并且盡量降低對于住戶財產和生命安全造成的負面影響。在此基礎上，墻體厚度較高的建筑物還能夠抵擋風雨的侵襲，如此既可以延長建筑物的使用壽命，又可以在發生地震災害時最大限度地降低負面影響。需要強調的是，單一結構形式的建筑物可能會無法抵御地震等突發地質災害所造成的負面影響，因此在建筑抗震設計之中設計人員需要盡量使用框架剪力墻結構或是多支墻結構，進而提高整體建筑工程的穩定性，幫助其抵御地震等自然災害的侵襲[2]。

（2）彈性適中原則。彈性適中原則指的是需要在建筑工程的抗震設計之中控制好整體建筑工程結構的彈性。在建筑工程結構彈性較低、剛度較大的情況之下，一旦遭受到外界環境因素的影響變有可能會造成不可挽回的問題。需要注意的是，在建筑結構彈性較大的情況之下也會有可能造成負面影響。具體表現為會因為建筑結構彈性和外力的雙重影響而使得內部細微結構出現傾斜問題。如果這方面的問題得不到有效解決，則有可能會引發建筑物整體結構的變形，進而影響到建筑物的使用壽命以及住戶的生命及財產安全。總之，建筑結構的彈性不宜過小或過大，需要在實際抗震設計環節將其控制在標準的數值之內，進而在提高建筑結構穩定性的基礎之上延長其使用壽命。

（3）建筑整體性原則。在建筑結構抗震設計之中還必須要遵循整體性原則，以保證建筑結構的穩定性并且保證整體施工質量。正常狀態下，建筑結構需要承擔來自于各方的壓力、載荷，因此能否讓各個環節的結構緊密聯系在一起便成為保證結構穩定性和整體抗震效果的基本前提[3]。這需要設計人員在整體性原則的指導之下分析把控建筑物的受力情況，進而保證其整體結構的穩定性、提高其抗風險能力。

（4）主次有序原則。實際抗震設計工作中，設計人員通常會習慣于對比支撐柱子的粗細、直徑。雖說此舉的出發點在于保證建筑物整體結構的穩定性，但由于建筑物結構內涉及了很多結構復雜、功能各異的構件，并且相關構件實際發揮出的作用也非常有限，因此設計人員必須以全方位了解相關構件的功能和性質為前提開展有關環節的對比工作，否則便讓相關環節的對比工作失去了應有的意義。在此基礎上，還應當在主次有序原則的指導之下協調好各個構件在整體建筑工程結構之中的功能定位，借此來實現后續施工質量的全方位提升。

3 建筑工程結構抗震設計的重難點

3.1 根據實際需要做好抗震類型的選擇工作

根據實際需要做好抗震類型的選擇工作是保證整體抗震設計工作有效性的基本前提。這一環節的改革實踐之中，需要設計人員準確了解工程所在區域的地震等級、建筑工程項目的功能屬性、技術難點以及后續的使用及運營維護管理要求。在整合上述因素的基礎之上，才能夠讓相關環節的結構設計以及抗震設計工作發揮出應有的作用，切實保障建筑工程的安全穩定。實際工作中，需要在建筑工程結構設計工作原則的指導之下完成好有關環節的抗震設計工作，并且需要讓設計人員在實際調查的基礎之上出具設計圖紙，以保證整體設計流程的規范性和有效性[4]。在此基礎上，要允許設計人員根據實際設計工作中遇到的問題制定對應的處置措施，并且需要讓其在出具設計圖紙的基礎之上做好相關環節的技術交底工作，進而為后續各個環節的施工作業打好基礎。

3.2 做好建筑工程施工區域的選擇規劃

建筑施工的特殊性決定了施工區域的實際情況會直接影響到工程質量，因此要注意做好這一環節的選擇工作。前期規劃設計之中，需要在綜合考慮施工區域周邊環境、施工技術難點以及工程項目技術要求的前提下開展施工區域的選擇規劃，并且為后續各環節施工作業的有序推進打好基礎。工程項目在結構類型以及功能方面的差異會對于施工區域擁有不同的要求，之后上級部門也對于施工區域進行了一系列安全等級方面的規劃調整，因此在前期規劃設計環節選擇施工區域時還需要綜合考慮這方面的因素[5]。綜合各個環節的因素分析，如果是大型商場或是居民區等建筑工程項目，則需要盡量將其安排在不易發生地震的區域。對于一般性建筑工程的施工建設，也應當根據其潛在的地震風險制定對應的引導管控干預措施。總體來說，面對潛在的地震風險，需要在綜合考慮各環節因素的基礎之上選擇最為適宜的建筑施工區域，進而在保證建筑工程結構穩定性的基礎之上提高施工質量。

3.3 選擇科學合理的建筑結構體系

建筑工程結構抗震設計的出發點在于提高整體建筑工程結構的穩定性，進而讓其在面對地震等突發地質災害時能夠保護人民群眾的生命和財產安全。基于上述目標分析，必須在相關環節的設計實踐之中選擇科學合理的建筑結構體系，切實提高建筑物框架的抗震等級。綜合相關環節的因素分析，需要在這一環節的改革實踐之中重點關注以下問題：首先，設計人員在面對特定的建筑工程項目時必須要堅持整體化的思維模式。重點在于在能夠保證建筑物結構穩定性和實際抗震性能的基礎之上可以適當“放棄”某些次要的建筑構件或是細節層面的結構體系。其次，設計人員要在實地調查的基礎之上準確掌控特定建筑項目地震載荷作用的傳播路徑。這方面的地震載荷作用主要以水平載荷為主，要注意通過相應的設計措施保證建筑物能夠在水平方向實現均勻載荷。如果建筑工程有設計的轉體結構，那么就必須要保證對應的載荷能夠在轉換層內發生1 次或是2 次的轉換，如此才能夠保證整體結構的穩定性。最后，結構抗震設計之中設計人員還需要保證建筑物結構的剛度和強度都能夠在規定的數值之內。以此為前提，要盡力實現有關建筑物構件的均勻載荷，以免因為載荷不均勻而影響到整體建筑結構的穩定性，并且在出現地震災害事故時造成難以挽回的后果[6]。

3.4 保證建筑物的剛度

無論何種規模、結構的建筑工程項目，保證其剛度都是提高其抗震性能的基本前提，因此要注意提高對于這類問題的關注度。綜合各個環節的因素分析，建議從以下層面著手完成建筑物剛度的提升改革實踐。

首先，材料環節。建筑原材料是組成建筑工程的基礎要素，并且原材料質量也會對整體施工質量造成影響。基于上述現狀分析，應當在建筑工程的結構抗震設計之中提高對于原材料采購工作的關注度。如此既能夠達到節省施工成本的目的，又可以從源頭著手推動建筑工程項目抗震性能的全方位提升。這需要設計人員在前期設計階段提前做好施工材料的分析預案，并且在技術交底環節將這一環節的內容準確告知施工單位，必要時應當協助其完成好原材料的采購工作。近幾年，國內建筑施工行業已經進入了轉型發展的新階段，因此原材料供應市場也在向著日漸多樣化的方向發展。個別不法單位或是個人也正在通過以次充好的方式謀取私利，因此無論是從提高建筑物抗震性能還是整體施工質量的角度分析，都應當提高對于這類問題的關注度[7]。

其次，需要注意做好現有建筑工程項目的加固處理。建筑施工過程中，可以根據工程項目的具體性質來做好建筑工程項目的加固處理，借此來提高其抗震性能。近幾年，上級部門已經針對建筑物的加固處理作出了詳細規定，因此需要提高對于這部分問題的關注度。具體來說，需要根據建筑工程項目的性質以及后續使用需要選擇對應的加固材料、制定科學嚴謹的加固方案，進而讓相關環節的加固實踐能夠發揮出應有的作用[8]。

最后，需要做好建筑平立面的規劃布置工作。參照實際工作經驗可知，建筑平立面的規劃布置情況會直接影響到建筑物的抗震性能，對此設計人員同樣需要提高關注度。實際設計工作中，設計人員要根據工程項目的實際情況并且需要在整合各環節因素的基礎之上做好建筑平立面的規劃布置工作。條件允許的情況之下，應當盡可能選用對稱或是平面規整的建筑結構，如此既可以保證整體建筑結構的穩定性、又可以將建筑結構的剛度控制在標準統一的范圍之內[9]。在此基礎上，還需要盡量避免建筑物出現豎向凹凸的問題，這可以達到穩定建筑物豎向剛度的效果，之后便可以提高其抗震性能。實際設計工作中，設計人員可以根據實際工作需要通過抗震縫設計的方式避免在出現地震災害時兩側的建筑物發生相互碰撞的問題。由于抗震縫的設計對于設計人員的專業素質是一項極大的考驗，加之需要將其設計在結構變形較為敏感的部位，所以需要設計人員在工作中審慎應對[10]。

4 結語

抗震設計是建筑工程結構設計中的重要組成部分，因此必須要提高對于這類問題的關注度。實際工作中，應當在理清楚相關理論概念的基礎之上推進各環節細節工作的優化調整，最終營造出全新的建筑物抗震設計格局。本文立足于實際工作經驗針對相關問題進行了討論分析，希望能夠進一步推動各項細節工作的優化調整。