建筑结构抗震设计探究

王雪飞

摘 要：地震是一种破坏力极强的自然灾害，近年来在我国发生的比较频繁，为人们的生命财产安全带来了严重的威胁，不利于我国经济的稳定长远发展。由于一些地区处于地震多发地带上，只要出现重大的地震灾害，势必会对灾区群众带来严重的损失。因此，提高建筑结构抗震设计的科学性与合理性，能够有效减轻地震灾害为建筑带来的破坏，让人民群众的生命财产安全有一个可靠保障。

关键词：建筑结构；抗震设计；结构设计

1 前言

科学合理的建筑结构抗震设计，能够减轻地震对建筑造成的破坏，为人们的生命财产安全提供可靠保障。所以，随着建筑高度的不断提升，在建筑结构中需要重点做好抗震稳定性的设计。本文通过分析新形势下建筑结构抗震设计中容易出现的问题，介绍相应的抗震设计的方法，希望为结构设计人员更好进行建筑结构抗震设计提供帮助。

2 建筑结构的抗震设计

抗震设计是建筑结构设计中的重要组成部分，因为地震灾害的随机性和不确定性较强，房屋建筑结构抗震设计的科学性与合理性，能够通过概念设计较为清晰的表达出来。在进行抗震设计时，要从建筑结构设计的初始阶段就掌握好地震灾害的能量输入，了解建筑结构的体系与类型。只有这样，才能在建筑结构设计中，真正消除其中容易出现的薄弱环节。

3 新形势下建筑结构抗震设计中的问题

3.1 选择建筑抗震场地的问题

在相同的施工条件下，如果地质条件存在差异，地震对建筑物带来的破坏程度是不一样的。因此，为实现建筑物抗震性能的提升，选择良好的建筑场地是前提。在选择场地时，为减少地震灾害，不能选择在河岸、边坡边缘、高耸孤立的山丘、非岩质陡坡、湿陷性黄土区域等工程地质状况不好的抗震场地[1]。若不能避开这些地方，则必须采用有效的抗震加强措施，要按照抗震设防类别、湿陷性黄土等级以及地基液化等情况，采用合理的方法提升地基的稳定性与刚度。比如，若建筑地基受力层为新近填土、软弱粘性土层时，要准确计算地震过程中地基的不均匀沉降，通过加固上部结构、地基和桩基等措施，提高地基的承载力。

3.2 选取建筑结构抗震机制的问题

建筑结构需要有一定的刚度和强度，确保在出现突发情况或个别位置减弱时形成薄弱位置，建筑结构不会造成较大的应力聚集或塑性产生变化聚集。对于出现的薄弱位置，要及时提示其抗震水平。

对建筑结构而言，需要设计有科学的地震功能传送通道，并且在纵向建筑构件设置过程中，要保证在垂直重力负荷作用下，纵向建筑构件受到平均的应压力。在楼层盖梁的设置过程中，要保证以最短的距离将垂直重力负载传送到纵向构件墙中。

建筑结构的选择中，要尽量避免一些构件出现损坏，导致整个建筑结构失去对重力负载的抗震性能和承受性能。在设置建筑构架时，建筑结构需要具备内良好的变形性能、再次分摊内力的作用等。从而在出现地震后，就算个别构件存在问题，整个建筑也能够承载纵向负载，让建筑结构的总体抗震性能更高[2]。

4 建筑架构平面设置的规则性与对称性问题

在建筑架构的抗震中，需要重视起对称性，即建筑平面的对称、品质分布的对称、房屋构架抗侧刚度的对称等。确保建筑架构的对称中心为同样的位置是最优抗震设置方案。从我国建筑结构来看，架构的对称性主要是抗侧力主要构架的对称。建筑架构的规则性主要包括下面几点：（1）在平面设置建筑抗侧力的主要架构过程中，确保周围结构与中心的强度和刚度是平均分布的，只有这样房屋的主要架构才有较强的强度和抗扭刚度，从而有效避免建筑在风力较大或者地震扭矩的影响下而出现变形，造成非架构构件和架构构件被损坏。（2）在平面设置建筑抗侧力的主要架构过程中，必须确保同一主轴方向的全部抗侧力架构刚度与强度处于平均形态。（3）建筑结构的抗侧力主体结构沿着构成变化和竖向断面也应该均匀，防止造成突变。（4）建筑结构的抗侧力主体结构的两个主轴方向需要有相同的刚度与强度，同时具备相近的变形特性。

5 新形势下建筑结构抗震设计方法

5.1 选取合适的建筑场地

通常来说，只要发生地震，其涉及面是很广的，会对其影响范围内的建筑带来严重的破坏。在进行建筑结构抗震设计过程时，关键就是要选择好合适的建筑场所。第一，在选择建筑场地的过程中，所选择的区域要对抗震有利、四周地势开阔，并且地质结构要坚硬，只有这样才能在地震灾害发生后，有效降低地基土体出现的沉陷问题，提高建筑物的抗震效果。其次，建筑场地不能选择在地质不均匀、地基软弱的区域以及有较大坡度的山脚。最后，最大限度避免选择在地震多发地带。

5.2 材料和结构体系的选择

对于地震多发地区而言，需要重点关注建筑材料、建筑结构体系的抗震性能。目前，国内超过150m的高层建筑一般使用组合筒、筒中筒体系和框架筒体系，并且这三种结构体系在国外发达国家的高层建筑中也应用的比较广泛。然而在国外一些地震多发地区，主要的建筑材料是钢结构，而国内超过九层以上的高层建筑结构都使用的是钢筋混凝土材料、混合类型结构体系。在地震作用下，钢筋混凝土混合结构的内筒主要承担了8层的地震作用力。因为钢筋混凝土土筒是建筑结构体系的关键，所以其变形限度不能超过钢筋混凝土结构的变形限度。但是因为弯曲变形造成的侧向位移很大，在钢框架共同作用下减小侧向位移，因为钢框架的刚度很小，导致对结构的负荷产生较大的影响，所以减小的侧移效果并不多。一般使用加大钢筋混凝土筒的刚度或设置伸臂结构，能够进一步提升建筑结构的强度与刚度。

5.3 轴压比和短柱设计

在进行建筑结构抗震设计时，为让建筑结构有更好的抗震性能，可以通过降低柱的轴压比，提高柱的截面尺寸的方式。在减小柱的轴压比后，能够让柱子保持大偏心受压状态，防止纵向受力钢筋未达到受拉屈服而出现混凝土却被压碎的问题。因为柱一般有着较强的刚性，这样就降低了整体结构的延性，如果遇到地震灾害，结构只能吸收并消耗少部分的地震能量，这样极易对结构造成严重的破坏。因此，对于高层结构设计来说，对强柱弱梁设计方法的应用很多，这是由于梁的有着良好的延性，可以发生一定程度的变形。此外，在设计过程中还要适当增大轴压比。同时大多数高层建筑底层的柱子长细比<4，但是不能以长细比小于4将其判断为短柱。这是由于剪跨比是短柱的主要确定因素，短柱的剪跨比一般≤2。

6 结束语

总之，在多年的建筑抗震设计研究过程中，我国逐步建立了一套比较先进的抗震設计方法，并且在发展过程中得到了完善。但是这里面也存在很多不足之处，需要我们才有有效的解决措施。因此，为确保建筑结构抗震设计更加科学合理，需要在遵循相关规范要求的基础上，对建筑结构抗震进行科学合理的设计，提高建筑物的抗震性能。我们要相信，今后设计师抗震设计水平会越来越高，这必定进一步推动建筑抗震设计事业的发展。

参考文献：

[1] 曾建宁.高层建筑结构抗震设计优化措施探讨[J].科技创新导报，2015（16）：84.

[2] 朱桂明.刍议建筑结构设计中的抗震设计分析[J].江西建材，2015（4）：23.