建筑结构设计中的抗震设计探究

乔万林

摘要：地震是一种无法避免的自然灾害，一旦发生，会对地面上的建筑物造成严重的破坏，进一步会给人民的生命财产安全带来严重威胁。因此，增加建筑物的抗震属性是非常必要的事。建筑行业的人们必须加强对建筑物结构设计中抗震成分的重视。本文首先讨论了地震是如何对建筑物进行破坏的，接着阐述了现如今建筑行业的抗震设计的现状，最后对抗震设计的方法与措施展开了深刻的探究与讨论。

关键词：建筑结构；抗震设计；房屋设计

地震是一种全球范围内的自然灾害，一旦发生，能够严重破坏建筑物的结构，进而威胁人民的生命财产安全。因此，从保证国家稳定、人民生命财产不受侵害的角度出发，在设计建筑结构的过程中，设计人员必须要严格依照抗震等级对建筑物进行规划。同样，建筑的抗震性能也要达到国家相对应的指标。确保建筑的质量达到预期的要求，能够在地震来临时最大程度上保障人民生命财产安全。

一、地震如何破坏建筑结构

在地震发生时，建筑物结构受到破坏的包括下面的几个方面：

（一）破坏地基。有一些高层建筑建造在质地软的冲积土比较高的地方，在发生地震时，地基遭到冲击，由于土的质地很软，进一步使得地基产生凹凸不平的现象，从而造成上层建筑物的倾斜甚至倒塌。这是地震最先容易破坏到的部分，建筑物的地基一旦破坏，上层建筑就肯定会受到严重损坏。

（二）破坏建筑物的结构体系。不同的结构框架的建筑材料，在面对地震的侵袭时，表现出来的破坏程度也是各不相同。如果是抗震墙的结构，遭到的破坏便相对来说较小。对于普通的墙体材料而言，由于自身的特点，使得地震发生时不能承受震动，会不断地倒塌，加上墙体笨重，造成了巨大的危险。

（三）破坏建筑物的刚度分布。建筑物结构的形状的不同，在面对地震灾害时的反应能力也不同，越不平稳的建筑物形状受到的破坏越严重，同样，损失也是更严重。建筑物中，一些很不稳定形状的建筑，例如三角形、螺旋形等，在面对地震的侵袭时，往往“华而不实”，自身稳定性极差，导致大面积的坍塌，造成不可挽回的后果。

二、建筑结构设计中抗震设计的现状

地球是由很多板块组成，当板块与板块之间发生了挤压与碰撞时，就会产生错位和移动，就会形成振动波。这些振动波从震源出发，向地面上扩散，传播到地面上时就形成了地震，因此这属于一种自然现象，人为不能控制它的发生。但是如果地面的建筑物的抗震措施不够完善，就会造成地面坍塌、建筑物损坏、生命财产收到威胁等。

2008年发生在我国的汶川大地震是近年来发生的重大灾害之一，全国上下都被这一事件所震撼，全国人民当时也都积极支持着国家的工作。但是，震后的调查显示，严格按照抗震规范建造的建筑受害程度远远小于未严格执行抗震规范的建筑物。而在2013年发生的雅安地震中，虽然建筑状况有所好转，但是由于抗震建筑并未大范围落实完全，人民损失依旧惨重，大面积的建筑物受到了毁灭性的破坏，给建筑行业敲响了一记警钟。现如今，建筑设计行业越来越重视建筑物的抗震属性，也在不断地探究如何减少建筑物受到的破坏。

三、建筑结构设计中抗震设计的方法与措施

（一）使用滑动式抗震的设计

摩擦滑动技术在许多的建筑物结构中得到了使用，用来进行抗震设计。当摩擦滑动技术与限位装置结合在一起时，抗震效果将会达到最佳的状态。

目前建筑行业使用的滑移材料有许多种类，它结合使用了滚珠和滚珠，因此产生了复位的效果。最核心的技术是运用到了多层橡胶技术和滑动撑持技术，而且一定要利用外表是凹面球的不锈钢，在应用到建筑物的设计中去以后，在自身重力的辅佐下生成恢复力。

在施工过程中用到的装置就有不错的初始刚度，当地震突然来袭时，它能够进行水平方向上的滑动与移动。但是结构的刚度却没有增加，建筑物的结构也就避免了受到地震的侵害。但地震的幅度偏小时，此时的摩擦将会出现较大的摩擦力，控制建筑物结构的移动，因此就使得地面与建筑物在同一个频率上发生震动。摩擦装置是存在最大摩擦力的，而当地震的幅度变大之后，就由原先的静摩擦转变成了滑动摩擦，便会产生位移，此时的装置会发挥它的隔震效果，在建筑物上传递的震动就会最大程度的减小，就算地面震动的幅度再大，建筑物的震动幅度却不大，能够做到最有效地保护了建筑物的结构。

（二）采取加强结构构件抗震的设计方式

放置多道避震防线，将建筑物的刚度变大，也要让结构的变形能力达到最大化，这样才能更加有效地地震产生的震动破坏。

放置需要的构件，用来实现抗力和吸能的功能，抗力部分是用来承受地震发生时建筑物受到的地震的震动作用，吸能部分则是使用破坏等方式来同化分解地震产生的能量，确保了其他重要部件的完整性。

抗力部分要满足两个条件，一是刚度大，二是要具备部分协调变形的能力。刚度大的目的是确保在地震产生的震动的侵袭下，绝大多数震动能量是由这部分来承受的；部分协调变形能力是为了确保耗能部分是在破坏同化地震产生的能量之前，进一步保障了建筑物结构的安全。

耗能构件的存在是用于在地震发生的时候吸收能量，是最先接触到地震能量的部分，也是整个结构体系中最先破坏的部分。当它受到侵害后，可以同化地震产生的巨大能量，设计结构中的受力被重新分布，但是与此同时对结构体系的整体稳定性与抗震性不产生影响。

（三）分析建筑结构隔震的处理技术

抗震的效果要达到更好，就要求设计师在建筑结构设计的过程中，根据实际情况选择不同的抗震处理技术，这之中，悬挂隔震的效果是最好的，所以它在建筑结构设计中是被用到最多的方式。

首先，介绍的是悬挂隔震设计的原理。它是把所有部分的重量都呈现挂起的状态，因此在地震产生时，地面自然会产生波动，但是因为所有部分的结构重量都是悬挂状态后，两者之间就自然而言的断开了，地震震动的传递就受到了阻碍，不会将侵害范围向上传递到上层的建筑物，即使传递了破坏力，也是受到限制的一小部分，于是能够起到的隔震作用非常显著。

其次，在一些大型的钢结构建筑中，设计师在使用这种隔震技术时都是大规模范围内采用的。因为钢构结构自重很轻，当这种悬挂式的隔震措施应用时，能够更多的将重量悬挂起，减轻了实际操作时的负担，具有很大的优势，还能够大幅度提高建筑物的抗震效果。大型钢的结构的大部分重量都是在主框架、子结构上，子结构部分运用吊杆来实现挂起，把主框架和子结构部分进行分开操作，一旦地震突袭，受到地震侵袭的就只剩下最核心的载重结构，因此其他的悬挂部分就不会遭受地震震动的侵害，具有把握的维持了地震发生时的影响幅度。此时，地震震动波延伸到悬挂的部分时，影响力和破坏力都已经被减弱，建筑设计结构中的子结构避免了遭受破坏，也减少了地震波的继续传递。

结语

经过以上对建筑结构设计的抗震设计部分的讨论，探讨了抗震设计的相关措施。面对地震突发情况时，建筑物要尽可能的阻止震动向上层建筑物传递，通过隔震作用，降低地震对建筑物的破坏程度。当建筑物的结构被设计的合理時，将在面对地震时表现得更加稳固，最大程度上保障了人民的生命财产安全。同时，建筑结构设计的不断改进，也需要国家政策的支持，将抗震系数高的建筑物早日在全国推广应用，受益所有人民大众。

参考文献

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[2] 乔玉瑞. 建筑结构设计中的抗震设计探究[J]. 中国高新区，2018（14）：182.

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（作者单位：南京中哲国际工程设计有限公司）