建筑结构设计中的抗震概念设计

朱凌骅

摘 要：随着新型结构、高性能材料的出现，建筑结构的建设也会随之越来越完美，能够使新型结构建筑要求同时能满足建筑物的使用功能和外观要求。要不断提高结构与设备的关系，从当前抗震设计现状出发，根据工程抗震概念总结各方面的知识和经验，综合考虑找出结构安全与经济合理的最佳结合点，探求出一种实用可行的抗震设计方法，以更好地适应社会经济和科学技术的发展。

关键词：建筑结构设计；抗震概念设计；应用

1 抗震概念设计的相关原则

在设计建筑结构方面，是利用一些建筑理论知识及相关常识来进行建筑结构设计工作，这些设计工作包括：设计总方案、建筑原材料的选择、相关建筑结构设计等。而抗震概念设计也就是运用这种科学的设计方案来确保建筑的抗震性，及时有效地排除建筑隐患。为了提高建筑的抗震性，在抗震概念设计过程中应该遵循以下原则：①在选择建筑场地时，应该选取比较抗震的地方。在建筑施工过程中，也可以搭建一些防震建筑设施，这些都能够确保建筑的抗震性，提升建筑的安全性；②在选择建筑材料方面，对于比较特殊的建筑结构要使用一些抗震性能比较好的材料，此外还要确保建筑物的均质性及延展性，确保建筑物的安全性；③在进行建筑搭建时，对于不同的建筑结构有不一样的材质性能要求，抗震防线的应用，不仅增加了建筑结构的安稳性，还增加了建筑在地震过程中抗震的延缓性，在建筑设计方面，具有较高的现实意义；④建筑结构的安全体现在抗侧移刚度及较好的建筑延展性，只有确保建筑结构的延展性及承载力，才可以确保建筑的抗震性；⑤为了使建筑结构能够更加统一，需要使抗震节点和建筑节点进行正确的连接，让它满足建筑规范的相关要。

2 建筑结构设计中抗震设计存在的问题

2.1 建筑抗震场地选择不合理

建筑结构在设计有几点需要特别关注的问题，首先就是对建筑抗震场地的选择，由于其对于建筑抗震的整体设计具有直接影响，如果选择不到位就会直接造成建筑整体抗震性能的下降，在地震灾害发生的时候，地表会发生不同程度的振动活移动，对所在区域不同结构、不同性质的建筑物造成的损害程度也是不一样的。在剧烈的振动影响下，建筑结构的整体结构被破坏，严重的情况下甚至有可能会发生坍塌现象。在建筑设计中场地选择的时候应该避免在不适合地地质条件上建立，比如：软土层或易被液化的砂土层。当不能避免在这种环境中进行施工时，必须要采取有效的改良措施，根据地震级别的要求，加强地基基础的加固和防护。

2.2 建筑结构体系选择不合理

建筑结构抗震设计在进行中首先要进行方案的确定，选择合适的建筑结构体系对于建筑抗震性具有直接影响。在抗震设计过程中容易出现以下问题：第一，以偏概全，在建筑设计中由于对某个建筑结构设计不理想造成整个结构的抗震性能降低，在设计中应该进行建筑结构的整体性规划，避免在出现个别部位损坏的情况下，影响建筑物整体的抗震性和稳定性。第二，没有做好准确的计算，对于地震所造成的影响没有合理分析，不清楚地震发生时所造成的传递路径，对于竖向结构设计垂直度及荷载条件等都存在一定缺失，上部结构对竖向构件产生的垂直重力荷载不完整，严重影响抗震效果。第三，设计人原设计能力存在问题，对建筑结构设计的强度及刚度设计都不能做到很好的把我，在设计过程中结构构件所承受的刚度和强度分配不均匀，造成结构整体效果的不理想。

2.3 缺少平面布置规则性

除了上面两点需要注意的问题，在建筑结构的抗震设计中对于平面布置也会非常关键的一项，在平面布置中如果没有按照相关的规则进行布置，很容易影响建筑结构抗震性能的整体效果。只有确保方案的规则性，才能提高整体的工作效率，由于设计人员在建筑结构整体设计中，缺乏对平面布置规则性的考虑，造成空间结构的不完整，在发生地震灾害时，产生不利影响。

3 建筑抗震设计的方法

3.1 做好建筑选址减少地震能量输入

对于建筑来讲，做好建筑选址，做好建筑物地基基础建设，可有效减少地震发生时能量的输入，这样可减弱地震对建筑的破坏程度。在具体的设计工作中，采用基于位移的结构抗震方法，对项目区域地形地质详细调查，做好建筑物基础夯实，使结构的弹性变形满足预期地震作用力下的变形需求。并调查计算建筑构件的变形和建筑结构的位移之间的联系，以此确定构件的变形值，并根据应力分布以及大小，来优化建筑构件的构造。

3.2 注重建筑物抗震结构的设计

建筑抗震结构设计应得到社会高度重视。我国钢材生产数量较大，钢结构的加工制造能力已有了很大提高，好多地方为了保证抗震性能采用钢骨混凝土结构、钢管混凝土（柱）结构或钢结构，这样减小柱断面尺寸，并可改善结构的抗震性能。例如；在福建省150m以上的建筑，为了做好建筑物抗震，常采用三种主要结构体系，具体为：框-筒、筒中筒和框架-支撑体系。福建建筑在运用了钢管混凝土（柱）结构后，在保证抗震性能的同时减小了费用成本。

3.3 做好建筑布置，设置多道抗震防线

根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2010（2016年版），设计时对于持力层的选择显得特别重要。设计时须仔细分析结构在地震时的实际反应和结构的内力分布，并采取抗震构造措施和必要的结构的细部处理。选择基础方案时，以减少输入主体结构的地震能量。这样一来建筑结构受力性能比较明确，可以保证必要的刚度和强度，既考虑了经济合理，又达到减轻主体结构破坏的目的。

3.4 重视建筑材料的选择

在建筑的抗震施工设计中，对建筑所用建筑材料的选择非常重要。须做好对建筑材料的参数进行抗震性能的科学分析。在选择时不能仅考虑建筑材料的承载力，而忽略其他影响因素，要從整体上对材料的参数变异性进行研究。在非结构建筑材料的选用中，优先选用轻质的材料，在保证强度情况下减轻结构自重，从而有效地减少地震作用。从地震设计的角度来讲，须控制建筑结构的延性需求，从建筑建设施工的多个方面综合考虑，来选择符合抗震需求而且经济适用的建筑结构材料。

4 对高层建筑结构抗震设计的展望

现在，我国跟随世界发达国家进行适当的控制结构刚度的方式，来保证高层建筑物抗震稳定性，这种方式越来越受到社会青睐，被称为“延性结构体系”。但这种允许高层建筑结构构件中各部结构如：梁、柱、墙、节点等，在地震进入非弹性状态，而且会有很大的延性，减轻地震反应是以消耗地震能量的方法，使结构物“裂而不倒”。这在很多情况下是有效的，但也存在很多片面性。

随着社会的发展和人们生活水平的提高，人们对所居住房屋建筑的安全越来越重视，对所居住建筑物的抗震减震要求越来越高。传统的抗震结构体系和理论越来越难以满足人们的要求，传统的抗震体系不具备隔震消能和各种减震控制体系，但是隔震消能和各种减震控制体系又越来越受到人们的重视，在未来的建筑结构中将起到非常重要的作用。

5 结语

在建筑结构中，抗震设计及其重要，同时建筑结构也非常重视抗震设计。工程设计面临的迫切任务是结构抗震设防，抗震也是结构物安全考虑的重要问题。为了保证人们的生命财产安全，建筑结构在地震的作用下不受到严重破坏，保证通过对住宅建筑结构的抗震优化设计，提高建筑的抗震性能和安全性是建筑设计的首要。

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