建筑结构抗震设计理念与方法分析张立龙

张立龙

摘要：最近几年，建筑行业依然为我国当代经济发展的中流砥柱，建筑形式千变万化，绿色可持续发展要求越来越高，对建筑结构的安全性提出了更高的要求。从结构设计和建筑施工等方面，简要分析影响建筑安全性因素，提出了一些提高建筑安全性的合理化措施，旨在解决建筑结构设计安全隐患问题。

关键词：建筑安全性；结构设计；建筑施工

引言

我国有着广袤的土地，但同时处于世界上两个最大地震集中发生地带之间，历史上曾发生过多次重大破坏性地震。特别是在五一二大地震，造成了巨大损失。为了防止再次出现如此巨大的损失，我们必须加紧完善土木工程结构的抗震性能，注重建造过程中的抗震设计，以此最大程度的降低地震灾害所带来的影响，维护生命和财产安全。

1高层建筑抗震设计理念

根据地震等级的不同来保证建筑结构的质量，做到小震不坏、中震可修、大震不倒的基本原则。具体来说，在建筑结构抗震设计中主要可以分为以下三个阶段：第一设防烈度地震（低于本区地震等级的地震）。由于地震等级较低，建筑结构仍处在弹性变化阶段内，不会造成任何的损坏，也无需进行任何的修补。不过需要对建筑结构的承载力极限以及弹性变形限值事项有效验算。第二设防烈度地震。即与本区地震等级相同的地震。该阶段内，建筑结构自身已经存在一定程度的损坏，可以根据建筑结构的破坏情况选择修理或者不修理，不过不管采用哪种处理方式，都需要控制建筑的延展能力，以免脆性破坏问题的发生。第三设防裂度地震。

2当前建筑结构抗震设计存在的问题

2.1体型设计问题

在建筑结构设计中，要想强化其抗震效果，就需要对建筑体型进行合理规划，确保平面和空间形状的合理性。同时在对地震作用研究中发现，不规则体型的建筑在地震中所受的影响和波及要较规则体型建筑严重的多。例如，在汶川地震中，结构简单的建筑相应的损坏效率较低，而复杂结构的建筑破损则较为严重。对于不规则的建筑来说，由于其空间结构上存在一定的复杂性，受地震波的影响会使得建筑结构出现不同级别的晃动，当晃动频率较大时，就会导致内部结构部件出现松动、错位等问题，影响建筑结构的承载能力和刚度，造成建筑的倒塌。而在较为规则的建筑中，地震波同样会对建筑带来不同程度的晃动，不过由于结构的稳定性和规整性，使得晃动频率对整体结构造成的影响相对较低，不会发生严重的变形。

2.2抗震结构设计的精密性不足

超高层建筑结构中，影响抗震的因素很多，诸如结构设计的合理性、结构与连接点之间的受力均衡性等，建筑材料也会影响抗震情况。出于超高层建筑自身的复杂功能价值，使得我们要做好超高层建筑结构的抗震设计，首先我们需要做的就是对超高层建筑的抗震能力进行分析和评价。目前很多超高层建筑结构在抗震性设计方面还存在一定的弊端，对抗震参数、抗震结构数据的计算还不够精准，其精密性还远远不能满足要求，这使得超高层建筑结构在抗震方面埋下了安全隐患。一些超高层建筑结构抗震性设计忽略了一些不确定性因素，这些不确定性因素可能存在不可估量的破坏力，使得抗震结构设计方案失去真正的作用。

2.3设计人员的抗震设计概念不明确

抗震设计的理念是为了能够更好地抵御地震灾害，提高抗震能力，防止出现人身与财产的损失，但是在过去的几年中，甚至在当下，还有很多设计人员的理念停留在使用大量的钢筋来抵御地震这样的理念上。实践证明，建筑结构的钢筋用量并不是越多越好，钢筋多了反而会使材料的延性降低，反而降低结构的抗震能力，所以，越来越多的设计人员发现，单纯通过计算来进行抗震设计是不全面的。

3建筑结构抗震设计要点

3.1加强短柱的受压承载力

在建筑结构抗震设计中，通过加强短柱的受压承载力可以有效的降低柱截面面积，提高剪跨比，完善建筑结构的抗震性能。而最常使用的减少柱截面和提高剪跨比的措施就是加强混凝土结构的强度等级，通过高强混凝土材料的应用，改善短柱的承载能力，减少轴压比。不过在使用高强度混凝土材料时，由于其自身的延展性较差，需要配合其他处理技术，来增强结构的综合性能。另外，在建筑结构抗震设计中，也可采用钢骨和钢管混凝土柱的方式提升短柱的受压承载力。

3.2优化超高层建筑的抗震结构

针对超高层建筑存在结构精密设计不足、超高超限问题以及嵌固端设置不合理等问题，首先，我们要优化抗震结构。我们要对地基的选择加以重视并关注地基的夯实，稳定地基前要准确计算超高层建筑的高度和建筑面积，从而确保地基能够对结构重量进行充分的承载。地基位置要避开地下水位较高或者土质较为松软的区域，从而提高低级的稳定性以及地基对上部结构的支撑力。对建筑结构各构件位置我们也要加强规划，使得结构构件受力均衡，维持主体结构的稳定性。水平剪应力和垂直剪应力也是我们设计过程中不可忽视的问题，我们可以通过梁柱节点加强、抗震墙设置等来对水平剪应力进行抵抗。

3.3设计多级地震防护

在我国原有的建筑设计之中，所设计的地震防护功能过于单一，在地震真正发生的时候并不能够很好的进行地震防护。所以在我国现阶段的高层建筑实际设计与高层建筑的现场施工中，为了可以提高高层建筑的抗震性，一般情况下会采用多级地震防护的工作措施，举例来说，在现阶段的高层建筑设计是通常会选择使用多段墙框架，多段墙框架可以十分有效的对高层建筑的抗震性进行提高加强，这样可以大大的降低地震的发生对高层建筑所造成的破坏，最大程度的来保护我国人民群众的生命财产安全。

3.4分体系建筑构件的选择

抗震建筑结构需要多个分体系相互结合共同发挥作用，而分体系结构的选择也非常重要，实际进行选择时既要考虑其本身功能性，还要考虑其与其他构件的最佳搭配方式。目前我国建筑技术水平不断提高，建筑构件也逐渐呈现多元化趋势，常用的建筑分体系结构类型很多，包括砖混结构、钢结构、框架-剪力墙结构等。不同建筑结构组成材料不同，砖混结构以砖砌体为主要材料，材料相对比较脆，抗震性能也相对较弱；而钢结构主要使用钢筋和混凝土为建筑材料，既具有混凝土的承载力强度性能，又引入了钢筋材料的强韧性，生产加工过程也不是特比复杂，最重要的是抗震能力较强，可以被选择作为提高建筑抗震效果的主要设计结构，但技术人员在进行选用时必须保证其基础质量，核实其抗震实用性效果。

3.5做好结构参数的选择与计算

要做好建筑结构的设计工作，尤其是抗震设计工作，需要对建筑结构的参数进行选择，如果参数的选择错误，会对建筑结构的抗震性能造成很大的影响，因此在设计之前，设计人员就应当对建筑结构的设计参数进行科学选择，不能够确定的参数通过实验进行确定。在模拟地震灾害所建立的模型当中进行计算与分析，甚至可以按照比例建造建筑物的模型，并在振动台上模拟地震作用进行试验，找到建筑结构抗震的薄弱点，进行计算与加强，从而保证建筑结构在地震中的受力合理与科学性。

结语

如何保障建筑的安全性是结构设计和建筑施工的重中之重。为了提高建筑的安全，在按照国家规范的前提下，注重抗震设计，加强设计人员的技术水平，提高设计规范的安全储备；应合理使用设计软件，能够合理判别计算结果的对错。同时，施工单位应该加强施工人员技术水平以及对整个项目的施工管理，只有这样，才能保障建筑的质量要求，提高其安全性。

参考文献：

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