抗震概念设计在建筑结构设计中的应用

王旭东

摘 要：对于高层建筑结构设计，要遵守抗震设计规范，从抗震概念设计应用入手，结合工程实际情况，提出定量控制要求。值得注意的是，开展高层建筑结构抗震设计，要在概念清晰且技术可靠的基础上，合理的设计建筑结构，以确保建筑的抗震性能。通常情况下，高层建筑结构抗震设计，需要从概念设计、抗震计算、抗震措施等方面加以把控，以确保设计的合理性。本文分析了抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用。

关键词：建筑结构设计；抗震概念设计；实践；分析

中图分类号：TU973 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）03-0111-02

地震是突发性的地质灾害，在严重的地震灾害影响下，众多建筑工程会出现坍塌现象，区域交通和通信会陷入瘫痪，人们正常生活及社会经济发展均会遭受巨大冲击。我国属于地震高发区，为了降低地震灾害所带来的损失或影响，需落实地震灾害的预防工作，将抗震概念设计与建筑结构设计相结合应用，是提升建筑抗震性能的重要措施，可为建筑用户提供相对安全的空间，进而保障广大人民群众的生命财产安全。

1 建筑抗震概念设计的概述

建筑结构设计一般会从两个方面进行设计，一是计算设计，二是概念设计。建筑结构计算设计需要建立在准确数据、完善信息的基础上，但由于地震具有一定的不可预测性，故在实际工作中想要通过计算设计来进行建筑的抗震设计是不现实的，这时就需要进行相关的建筑抗震概念设计。在建筑抗震设计过程中，通常会采用概念设计来引入地震的情况，再模拟出相应的地震情况，并根据模拟的相关参数进行建筑结构的计算，以得到相应的建筑抗震结构，进而保障了建筑结构的抗震性能。另外，建筑结构抗震设计的总体目标为：应按照建筑工程所在地的小震效应对主要结构构件的承载力进行科学计算，以此来掌握建筑在该条件下的弹性变形情况；同时对建筑在大震情况下的结构弹塑性变形验算，保证设计能够达到三水准的抗震目的。在建筑结构的抗震设计中，设计目标是设计工作开展的大方向，所有设计工作均应围绕该目标展开，以此使建筑结构具有良好的抗震性能，从而达到小震不坏、大震不到的效果。

2 抗震概念设计的应用原则

地震是一种突然间的地壳运动，很容易对建筑物产生影响，有时会发生位移甚至会破坏建筑结构致使建筑物坍塌，复杂性、不可预见性、不确定性及其危害性是其最大的特点，据统计全球每年7级以上地震发生次数超过20次，6级以上地震超过100次，上海作为我国重要的发达城市集聚了众多人口，据历史记载在过去的300多年时间里最大的一次地震只有4.8级，但当地建筑行业在进行建筑工程结构设计时仍积极进行防震处理，以期为民众提供一个安全舒适的生活环境。在进行地震概念设计时需要根据建筑地的实际情况建筑物的结构特点选择最佳的方位，选择适宜的建材，当前建筑结构越发复杂，在实际施工时涉及多种原材料，根据结构与材料性能设置抗震防线，保证建筑结构的连贯性，提高其抗震性能及延展性，在进行抗震设计前一定要组织专业设计人员和施工人员根据实地考察的情况设计切实可行的方案，对于工程中可能出现的难点进行优化处理，事先可以就设计方案进行模拟，以便及时发现问题及早对其进行解决，便于日后顺利施工。

3 抗震概念设计在建筑结构设计中的应用

3.1 做好建筑场地的选择

建筑场地的选择对抗震结构设计来说十分重要，且场地选择是抗震设计的首要工作，设计人员应当从以下几方面进行建筑场地的选择，以提高抗震设计效果：（1）建筑结构设计人员应当尽可能选择一些较为平坦、开阔的地点作为建筑建筑场所，且要保证建筑地点的土地硬度及密度在合理的范围内，能够承受地上负载。（2）避免在空山区、土质软、河岸等地进行建筑施工，由于上述地点土地的密度、坚硬度等不能够达到相关设计标准，进而不能够很好地抵抗地震带来的危害，因此，不能将上述地点考虑在建筑抗震结构设计中。（3）不能将建筑地点选在易发生泥石流、滑坡等现象的地点，降低自然灾害对建筑整体的影响，进而降低地震对建筑的负面影响。

3.2 建筑结构参数计算

建筑结构参数的设计对建筑的抗震能力有着非常重要的影响，精确的结构参数能够加强建筑各个部件的刚度和强度，使其在地震中能够更好地抵御外力。因此，设计人员应当在对建筑抗震能力进行设计的过程中，对结构所要承受的作用力进行仔细分析，并清晰计算出来，同时对不同结构类型建筑的结构参数进行设计，并在此基础上模拟地震发生时建筑的抗震效果，同时通过计算机技术对其进行适当修改，保证建筑结构受力参数能够在允许的范围内，继而提高建筑结构的抗震能力。

3.3 做好建筑结构布局设计

对于建筑结构布局设计工作的落实，其同样也需要重点加强对于平衡性的控制，尽量选择一些规则图形进行平面布置，促使其能够在协调性方面表现较为理想，如此也就能够有效规避各个区域受力不平衡而产生的不稳定缺陷。因此，在具体建筑结构平面设计处理中，必须要针对相关结构的整体稳定性进行判断分析，保障整个建筑结构能够较为稳定，对于一些不是特别理想的平面结构也需要进行及时修正。

3.4 提高建筑结构整体抗震性的设计

（1）地基的选择要保证科学合理，地基选择的好坏对建筑的抗震性起到决定性的作用，我们在进行房屋的设计时一定要进行全面、充分的实地考察和研究，保证所选择的地基的科学性，一定要考虑到所选地基出现变形的情况。另外，对于同一个房屋内不同的结构单元也应该建设在相同性质的地基上，这样能够降低房屋在地震时其内部结构自身之间的应力，使房屋的抗震能力得到提高。（2）房屋抗震的连续性设计，在进行房屋抗震设计时如果想使其抗震性能得到提高，一定要使房屋整体结构的连续性得到保证，在房屋建的过程中要保证房屋的构件连接稳定可靠，保证房屋保持一个整体，在抗震的过程中依靠自身结构的整体性化解和分散地震产生的能量。（3）建筑结构的规则性设计在进行建筑结构设计过程中，规则性设计对于房屋的抗震性具有十分重要的影响，所以在实际房屋的建设时要尽量采用规则设计，这样能够依靠房屋自身的对称性来增加抗震的能力。但是有些建筑可能因为美观、地形等因素不能采用规则设计方案时，要根据实际情况合理的设置一些抗震缝，使不规则的结构自身作为一个整体，提高房屋的抗震性。

3.5 设置多条抗震防线

高层建筑结构抗震设计时，需要设置多条抗震防线。考虑到地震时间存在差异，伴随多次余震，受到地震反复冲击，会给建筑结构的稳定性造成损坏，若高层建筑物设置一道防线，当建筑受到一次破坏后，难以抗衡后续破坏，因此需要设置多道保护，确保高层建筑结构的稳定性。

3.6 做好倒塌分析

开展高层建筑结构设计时，采取倒塌分析法，做好建筑倒塌分析，以优化建筑结构抗震性设计，达到抗震标准。可以借鉴超高层建筑经验，譬如：某超高层建筑为Ⅷ度抗震设防烈度建筑，在建筑结构设计时，利用倒塌分析法，进行结构设计方案分析，发现采取内嵌钢支撑剪力墙方案，能够有效的增强建筑结构强度。基于倒塌分析，明确此工程采取全支撑方案建设总材料用量可节约11.2%，建筑结构抗倒塌储备能力可以增加14.8%，建筑的抗震性能较好。采取对比各种最小地震剪力系数调整方案，能够明确采取调整地震剪力，开展刚度验算，设计建筑构件承载力，能够获得较好的效果，此方案和提高刚度缩短建筑结构自振周期的方案相比，具有较强的经济性。对于建筑结构倒塌关键位置，能够提高建筑结构整体的抗倒塌能力，此方案的实施，增加钢用量约0.1%。总而言之，在建筑结构设计时，做好倒塌分析，能够准确衡量各类结构设计方案的效果，明确各类抗震措施对建筑结构抗震性能的影响，发挥着积极的作用。

4 结语

总而言之，抗震概念设计是建筑结构设计中的重要内容，分析当前我国建筑工程中存在的问题，加大研究力度，准确把握抗震概念设计的要点，总结以往的工作经验，对建筑结构进行优化，切实提高建筑物的抗震性，引进国外先进的施工技术，结合我国实际地质情况和施工技术对其进行改进，尽可能将地震危害降到最低，保證民众的生命财产安全，推动人类社会不断向前迈进。

参考文献

[1]曹国生.建筑结构设计中的抗震概念设计的把握及分析[J].城市建设理论研究：电子版，2013.

[2]王鸿飞.浅析抗震概念设计在建筑结构设计中的应用[J].建材与装饰，2016，（44）：72-73.