建筑结构设计中的抗震设计分析

邓慧明

（山西省康养集团有限公司，山西 太原 030024）

在建筑结构抗震设计中，设计人员应对抗震设计的作用建立起正确的认知，严格按照相关规范、规程的要求完成建筑抗震设计的每一个细节，从而不断优化建筑结构的抗震性能，保障人们的生命和财产安全。

1 建筑结构抗震性设计原则

1.1 规则性原则

在建筑结构设计中，采用均匀、对称、规则的结构形体，其抗震性能更加优越，受力性能与现有的计算模型更相符，力学计算的准确性更高，可更好的避免因方案复杂造成的局部计算失真，传力路径不明确等问题。同时规则的结构形式也可减轻地震对结构的破坏，控制地震作用的影响，达到理想的抗震效果。

1.2 整体性原则

为提升建筑项目结构设计的抗震性能，应立足建筑整体加以考量。建筑结构的抗震性能在建筑结构体系中的每一个环节均发挥着重要的作用。在建筑结构设计中，设计人员需立足整体合理规划，加强结构布局的可靠性，并采取有效的控制措施，注重结构的协调性，且准确分析各部的力学特征，完善结构的抗震性能。

1.3 抵抗性原则

在建筑结构设计的过程中，设计人员务必高度重视结构的抵抗性设计效果。明确结构理想状态下的抵抗力，以便在受到地震作用时完善抵抗效果。为加强建筑结构的稳定性，还要严格控制抵抗力的数值，注重力学结构的平衡性，构件布置的均匀、对称性。

2 建筑结构抗震设计的关键问题

2.1 正确认识建筑结构抗震设计的概念

优化建筑结构的抗震性能主要是为了使建筑在地震作用下依然能够保持相对稳定的状态，减轻地震对建筑的损坏。单一的扩大建筑结构的构件尺寸，增大结构刚度并不能提高建筑结构的抗震能力，地震瞬时释放的能量难以估计，且能量释放的强度和方向也会受到诸多因素的影响，而刚度越大的混凝土结构体系及构件会吸收更多的地震能量，当其超过结构的抵抗能力，则结构构件会受损破坏，结构的整体力学性能会发生改变，所以这种方式并不被人们接受。若将建筑结构设计为柔性结构，尽管其能够增强建筑结构在地震作用下的生存能力，但是受地震影响，建筑结构变形过大，会直接威胁人们的生命财产安全。在设计中，要求设计人员优化结构关键位置的抗震性能，合理设置非关键部位，非关键部位损坏会吸收大量地震能量，进而减缓建筑损坏程度，减轻地震对环境所产生的负面影响。

2.2 合理选址

建筑所在地的地基条件和概况会对抗震能力产生较大的影响。且建筑建设地的地层分布、土质、自然环境和周边的人为环境等均会直接影响建筑的抗震能力。现如今，人们加大了对建筑结构受地震灾害后的抗震程度的关注力度，并以灾害等级为基础将地震灾害划分为甲、乙、丙、丁四个等级。

甲类地区的建筑安全性较强，其需要具备预防大规模地震的能力。乙类地区主要指可能受到地震作用但是具有修复能力的建筑选址。丙类地区可建设普通建筑。丁类地区的安全性最弱，其主要应用于普通区域或安全性较强区域的临时建筑。因此为确保建筑结构设计的质量，还需充分考虑建筑所在地的安全性。

2.3 抗震设计检验

建筑抗震模型、建筑地震反应监测和建筑震害分析是建筑结构抗震设计验证的主要方式，只有加强建筑结构抗震设计验证，方可明确设计理念中存在的不足，然后加以调整和改进。但是完工的建筑无法做好该项工作，其需要大量的人力和物力支持。地震的不可预测性较强，很多建筑在建筑抗震设计中并未充分考虑其影响因素，同时施工方主要采用建筑抗震模型完成检验工作，但是该检验方式的准确性不够理想。

当前，国际上已经对多个不同的抗震结构进行了测试，不同分析软件之间具有较大的差异，且相同软件检测的结果也有所不同。这就要求工作人员根据实际，并采取有效措施加强建筑结构抗震设计的可行性。

3 建筑结构设计中的抗震设计分析

3.1 增强结构延性

第三水准抗震设计中，建筑结构已经进入到弹速性状态，此时，结构的延性是结构安全性的决定性因素。在设计中，应注重构件破坏的控制，特别要关注结构破坏过程中地震能量消耗情况。竖向构件能够保证结构的稳定性和安全性。如钢筋混凝土轴压比持续上升，则柱体的延性就会下降。对此，可采取增加箍筋的方式提高构造延性。部分建筑构件应力分布不均，延性不理想，对此，在设计中可采用型钢混凝土满足结构抗剪要求，加强结构的延性。

3.2 加强非结构构件设计

建筑结构中，非结构构件与主体结构通常保持依附关系，设计人员需不断完善主体结构抗震设计。在女儿墙、雨棚等附属构件的结构设计中，要注重结构的整体性，确保主体结构连接锚固的效果。围护墙、内隔墙和填充墙等多种非结构墙体不利于优化主体墙的抗震性能，其可使主体结构的刚度分布发生变化，进而改变地震作用后构件的内力分布，转变结构的受力状态。为此，在建筑装饰和悬吊物设置的过程中，设计人员需采用强度连接和柔性连接并行的方式，避免建筑装饰在地震作用下出现脱落和破坏等问题。

3.3 以计算机辅助系统为基础检验抗震设计的效果

借助科学先进的计算机辅助技术可以性能优化为核心，对构件和结构体系进行全面细致的设计，合理应用先进的技术手段能够看到结构设计分析过程，从而确保结构构件可在地震状态下，保持相对稳定和安全的状态。

小震状态下，所有的结构构件均需高度满足弹性设计的要求以及承载力的要求，基于最不理想的荷载组合方式，根据现行的规范和要求调整结构和构件的内力；受到中震作用时，结构构件性能分析要以弹性和不屈服状态为基础；受到大震作用时，应认真分析底部加强区外框柱、核心筒剪力墙等重要位置，开展不屈服性能分析工作，基于最有利荷载组合方式完成复核工作。

3.4 确定建筑结构平面形式

建筑结构平立面设计直接决定了建筑结构的稳定性，且高质量的结构平面设计可以优化建筑的抗震性能，进而保证工程的质量。建筑结构平面设计应当具有较高的科学性与合理性。一方面要确保建筑具有较为完善的功能，另一方面也需选择平面相对规则的形式，从而加强楼层刚度具有一致性。再者，需减少建筑物的竖向凹凸，使建筑竖向高度保持一致，提高建筑结构的稳定性。在复杂结构设计中，要优化结构设计，有效分离抗震缝两侧的建筑。如此一来，当发生地震时，结构两侧不会出现碰撞问题，以此加强设计的科学性和合理性，有效规避重大的伤害。

4 房屋建筑结构抗震设计案例

4.1 工程概况

某商住楼工程,建筑面积为5.8 万平方米，主体结构采用钢筋混凝土框架剪力墙结构，工程抗震设防烈度为7 度。

4.2 震设计具体措施

1） 抗震延性设计，延性系数法通常是在延性要求的基础上，设置延性系数，从而准确计算目标延性，准确对比延性需求和可利用延性。且在位移设计的基础上，评价结构的抗震性能，在评价过程中需考虑扭转的影响。设计中最大曲率单位延性系数是人们关注的焦点。该设计方法能够确定构件位移延性系数，明确截面曲率延性系数和塑性铰区混凝土极限压应变之间存在着十分紧密的联系。约束箍筋能够确保核心混凝土满足极限压应变，进而保证构件的延性系数满足要求。

2） 其他措施，在抗震设计中，设计人员应当在支柱底部的设计中提高抗震等级，同时还可提高剪力墙底部加强位置的水平和竖向配筋率。再者，增厚转换层，结合罕见地震的平均弹性拉应力来完成钢筋配置，合理布置钢筋。并高度重视边梁和配筋构造的处理，提高框架支柱配筋率和配箍率，可在轴压比较大的柱体中增设芯柱。在核心筒周围应设置框架，且每两层均需设置一条配筋加强带，从而不断增大剪力墙底部加强位置的延性。

5 结语

我国地震灾害频发，这对社会稳定和经济发展均产生了十分显著的影响。为有效减轻地震灾害对建筑安全的影响，在建筑设计中，务必高度重视建筑抗震结构设计，并采取多种措施不断改善建筑抗震结构设计的综合水平，同时总结建筑结构设计和建设的经验，加强施工的有效性，以此彻底提升建筑工程设计水平，推动我国建筑行业的健康、稳定发展。