建筑工程结构设计中抗震设计探究

【摘要】伴随城市化进程不断加快，建筑工程大量增多。结构设计是建筑工程的重要组成，而抗震设计又是结构设计的关键所在。因此，本文针对建筑工程结构设计中抗震设计理论进行概述，并分析地震对建筑工程结构破坏的特点，进而提出科学的抗震设计方法，以供参考。

【关键词】建筑工程；结构设计；抗震设计

1、建筑工程结构设计中抗震设计理论概述

经过前人长期的工程实践，不断积累总结出建筑工程结构设计中抗震设计的概念。即为一种为了防御地震灾害，运用抗震设计理论知识，结合建筑工程空间结构实际，将地震灾害产生的破坏力降到最低的设计思路。研究建筑工程结构设计中的抗震设计，有助于加强整体建筑结构的抗震性能，保障建筑工程能够有效地抵御地震灾害。

2、地震对建筑工程结构破坏的特点分析

研究地震对于建筑工程结构破坏的特点，结合经验规律制定针对性的抗震设计，进行科学有效防御，是非常必要的。根据以往地震作用下的工程实例，主要特点主要包括以下几项：

2.1地震对结构体系破坏特点

情境一，房屋结构采用填墙框架，位于钢筋混凝土框架结构平面内柱的上端一般发生剪切性破坏，外墙框架柱在窑洞处的会受墙下柱约束，发生短柱型剪切性破化；情境二，房屋采用填墙框架体系，底层未砌砖墙为敞开式时，底层会受到同样破坏；情境三，房屋结构采用底框体系，底层刚度柔弱，会发生严重破坏；情境四，房屋结构采用框架—抗震墙体系，破坏程度较轻。

2.2地震对地基破坏特点

高层建筑若在较厚的软弱冲击土层场地建设，破坏性十分明显；地基土液化地域，地基会出现不均匀沉降问题，以致引起上层建筑的倾斜或是损坏；在危险或不利地段建设的建筑工程，地基遭受破坏后房屋随之受损，且当建筑结构的基本周期接近场地自振周期时，破坏随共振效应加重。

2.3地震对构件形式破坏特点

地震发生时，在整个框架结构中，一般破坏程度柱重于梁和板；再者位于多肢剪力墙下的窗户下墙，一般会出现交叉或是斜向裂缝；而当混凝土柱配置螺旋箍筋时，即便层间移动最大角度，核心的混凝土还是保持良好状态，混凝土柱具备较大的抵抗能力。

2.4地震对刚度分布破坏特点

在刚度分布方面，地震时对于建筑结构由矩形平面布置的，同时抗力构件电梯井等具有偏心时，会发生扭转振动而加剧地震灾害；建筑结构采用三角形或是L型不对称的结构时，在同等地震级别下，也会发生扭转振动迫使地震灾害加重。

3、建筑工程结构设计抗震设计方法

3.1平立面布置和体系设计

建筑结构的选型与具体平立面的布置，应作为建筑工程结构设计抗震设计的重点工作，进行严格、详细、全面的把控。不仅要满足符合抗震概念的设计，还要满足国家抗震规范要求的抗震指标。具体来讲，主要设计好以下两点：其一，在建筑工程结构的立面与平面布置中，不应采用不规则的设计方案，要选用规则、对称的建筑及其抗侧力结构的平面布置；建筑工程的立面以及纵向剖面都要保证均匀变化，谨防他们突变或是承载力突变情况。也就是说，平面设计中结构构件如柱墙梁等要做到左右对称布置，立面布置上柱墙时不能突变，稳定性与可靠性来源于简单。其二，在选择建筑物的结构体系上，要同时具备合理的地震效应传递途径与简明的计算图，还有良好的变形能力，抗震承载力，耗损地震能量，以及针对薄弱部位，要采取提高抗震能力的措施。同时，结构体系中要设计多道抗震防线，要分布合理的刚度与承载力，两个主轴方向保持动力特性相似，以免局部受力不均造成应力集中以及塑性变形集中的情况。直白的说，就是结构体系要明确的受力，科学的传力途径，不间断的传力通道，这样对结构设计的抗震性能提高很有作用。

3.2准确计算结构参数

针对各种结构参数的计算也是结构设计中必不可少的环节。将过程中可能涉及到的各種结构参数，做出精准的计算，也是提升建筑工程结构设计中抗震设计的重要方法，关系着最终建筑工程结构的整体抗震能力提升。例如计算相关变形参数与墙柱梁板的承载力参数，这两项数据会影响到整体建筑物的稳定性能，需要提高重视程度。要保证各种结构参数的准确，可以通过各类先进的建筑结构设计软件，进行科学全面细致的计算分析，能加大计算参数的可靠性筹码，保障最终抗震性能。

3.3提高建筑物结构延展性

众所周知，建筑工程结构的延性同等重要于强度。建筑工程结构抵抗地震作用力的途径关键就是增加延性，形成非弹性形变完成的。要重点研究结构延性的角度来进行合理设计，要着重做好以下工作：其一，要优选合适的“强柱弱梁”等塑性变形机构，合理设置柱截面与梁端配筋，来实现较大程度的弯矩值，因其能较为完美的达到建筑结构的承载力，促成延性效果；其二，要恰当设置各个建筑结构的构件，全面仔细处理各构件及其节点处，保证设计效果准确性；其三，要有效设计塑形转动能力和塑性耗能能力，处理构造采用箍筋加密的方法进行，提升整体稳定性，不失为一种良策。

3.4优选合适的地基、基础和场地

要提前分析考察建筑场地类型，选择岩上地震稳定和能有利抗震的地带上，液化土、软弱土、河岸、非岩质土坡，以及边缘明显不均匀的边坡土层，要能避免就避免。不能避免就采取有效措施，处理场地劣质地质条件。这也是结构设计中抗震设计最基本的常识，要严格贯彻执行。对于地基和基础来讲，设计统一结构单元的地基和基础时，在截然不同的地基上不可设置。粉土层与岩石地基，天然地基与人工桩基，都对结构抗震不利。常规6度设防外，饱和砂土与饱和粉土，都要对其进行液化判断，存在液化土层的，要采取措施减轻或是消除液化影响，以免地震造成整体建筑倒塌。

结语：

由于我国部分地区位于地震带上，而且其它区域也有发生地震的可能，如果建筑工程中不加入强抗震与防震的设计，就有可能酿成重大祸患。因此，我们必须按照以上研究，采用科学的建筑设计，合理的选择基地、坚实的建筑质量，满足人类最基本的安全需求，以防止人员重大伤亡与财产损失。

参考文献：

[1] 李义喜.建筑工程结构设计中抗震设计探究[J].江西建材，2017-08-30.

[2] 王泽峰.建筑工程结构设计中的抗震设计[J].江西建材，2017-06-30.

[3] 韦业.建筑工程结构设计中的抗震设计[J].建材与装饰，2017-06-02.

作者简介：

何祥龙，十堰市建筑设计研究院。