建筑抗震结构设计探讨

王帅

摘 要：近年来我国范围内地壳活动频繁，全国多地区发生了不同程度的地震。特别是城市，建筑繁多人员密集，空旷地域少。当地震强度较高时，给人们的生命安全和财产安全造成了重大威胁。所以，城市中高层混凝土建筑进行抗震防震设计至关重要。需要从结构整体性出发，结构化繁为简，运用科学的分析方法和研究手段，设计出最佳的抗震结构。

关键词：建筑;抗震结构设计;策略

随着我国建筑行业的迅速发展，高层建筑在建筑行业中已经占据重要地位，因此，人们对高层建筑抗震性的要求也越来越高。高层混凝土建筑抗震结构作为一种抗震能力比较好的新型建筑结构，在建设高层建筑时得到了越来越多的应用机会，并且取得了很好的实用效果。

1设计抗震结构的基本要求

抗震结构规范中，提出建筑应能应对中小级地震，始终位于弹性限度;针对地震设计，可以容许一定的塑性变形，并且要求韧性需求在容许容量内;在地震中，最大考量建筑物的韧性能满足韧性容量要求。同时，在设计规范中，规定的抗震目标是要能保障在遇到该区域抗震设防正常烈度下的小震中，不损坏建筑或者无需修理便能使用;在遇到等同于该区域抗震设防正常烈度的地震中，存在损坏建筑的可能性，进行普通修理或者无需修理便能使用;在遇到该区域抗震设防预估烈度上的大震中，建筑不倒塌或者引起危及生命的影响。纵观震灾案例易知，与设计基准相符的建筑，也有遭遇超过中级的影响，而灾害原因一般由非平衡的构造所引起;在抗震设计中，伴随着不良因素的增多，相应的“互相作用”也会愈发复杂，最终令抗震性不佳。此外，满足这些抗震设计规范条件（结构、材料、立平面等）的建筑，还会具有更大的经济、安全、美观方面的效益。

2提升建筑抗震结构设计水平的措施

2.1增加抗震防线。高层建筑抗震结构的各种延性零件能够进行有效的衔接，其是由多个延性分体所组成。比如，剪力墙结构是由剪力墙与框架分体共同组合而成的多支剪力墙结构，在发生大地震之后还会发生余震，所以，建筑项目只设计一层抗震防线显然不合理，如果这层防线遭遇到余震的损坏，就会严重破坏高层主体结构，甚至导致整个建筑项目发生坍塌。设计人员需要科学合理的设计抗震设防系统，同时还需要使相同平面当中的主要零件处于屈服的状态，然而剩下的抗侧力零件会就一致处于弹性阶段，如此一来就会提高建筑项目主体结构屈服所坚持的时间，有利于增强建筑项目主体结构的延性和抗侧移性能。混凝土建筑抗震结构在设计过程中分容易因为某一个结构的零件出现抗侧移值太大的情况，在一定程度上出现零件强度严重降低的现象。然而在设计建筑项目整体抗震防线过程中，需要增强构件抗侧移性能，权衡施工过程中存在的以大代小的情况，提高抗侧力有关构件的配筋率。

2.2综合运用多种抗震计算方法。高层建筑抗震设计中，要准确计算抗震结构受地震作用影响而产生的位移数值，常常采用定量方式进行计算。进行抗震设计时，要保证位移数值处于控制标准范围内，使抗震设计达到标准要求。对于高层建筑主体承载力计算中，需要将结构变形和位移两者进行综合考量，从而确定主体结构的变形情况，也就是在地震作用下，层间位移角的变化多少以及延性位移的变化多少。同时，为降低破坏程度，在抗震设计输入地震波时，一般以最低数值作为输入原则。

2.3确保建筑平面布置设计的规则性。建筑物的平面布置设计能直接对建筑的功能性做出直观反映，主要设计的内容有关于内墙布置、建筑内部空间的大小、建筑支柱之间的距离、电梯井位置等与建筑内部结构相关的因素，其与建筑的抗震设计息息相关，是建筑设计中重要的组成部分。在对建筑物进行平面布置时，设计师应科学地计算结构设计的刚度和质量，使得其分布尽可能平衡，降低刚度与质量之间对抗而造成的建筑内部结构发生严重的扭曲和变形程度，尽最大可能合理布置建筑物的抗侧力构件。建筑物的平面布置设计中还应加入对建筑物的截面的抗震设计。当建筑结构防烈度达到弹塑性时，其安全性将大幅度降低。设计师应做好建筑抗震性与建筑弹塑性的两个方面的计算，并对两组结果数据进行代入组合，从而使得当出现大型地震时，建筑物可根据地震波的运动规律进行运动，使建筑物的承载力和建筑结构的延展性得到大幅的提高，从而为建筑和人们的安全提供保障。根据我国建筑抗震数据的调查来看，当前城市中有17%的建筑在平面布置设计上不合理，有24%的建筑在墙体截面设计上无法达到抗震标准，存在着较大的安全隐患。为保障建筑的抗震性能达标，设计师在进行建筑设计时，应确保建筑平面布置设计的规则性。

2.4加强对建筑材料的管理力度，提高建筑材料质量。在建筑抗震设计中，保证质量是至关重要的。而在整体施工质量中，建筑材料的质量又是最为直接的影响因素。就目前我国的建材市场环境来看，整体控制并不严格，相关的规章制度也不明确，导致了当量以次充好的建材流通在市场上。一些商家更是因为盲目追求利益，而出售假冒伪劣的产品，给施工质量带来了不小的风险。此外，除了市场本身外，很多企业缺乏对产品质量的把控能力，一些采购人员又很难保证责任心，从而进一步加剧了由于材料问题导致的施工质量问题。因此，在施工材料的选择上，要充分考虑好建筑抗震设计理念，并根据实际工作中的建筑结构以及工程项目来做出科学、合理的选择，以此来保障建筑抗震设计理念的有效展开。而在这个过程中，对影响建筑材料选择的最大因素还是建筑工程的结构，因此理应将建筑结构当作首要考虑指标。此外，在建筑材料进入施工现场的过程中，也要根据施工进度分批进入。同时，在建筑材料进入时，还要设置专门的人员对施工材料进行二次检查，以此来防止因人为因素造成的材料掉包、以此充好等问题。并对进入施工现场的材料设置专门的摆放区域，由专门人员进行统一管理，按照实际施工情况进行发放，并每天记录材料的剩余情况，以此来保证施工的整体质量。

2.5科学合理的选择分柱体。因为短柱抗弯能力远远超过了抗剪能力，所以当遭遇地震时，抗弯能力还没有全面发挥自身的作用就出现剪坏、损坏等现象，在实际设计过程中，需要适当的管控短柱抗弯性能，这就需要短柱接近于抗剪强度，如此一来，遇到地震时，短柱就可以使抗弯能力的实际屈服强度得到满足。在实际设计过程中，施工人员通常会采用控制抗弯强度的方法，实际上就是设计竖向的缝隙，把短柱按照相应比例划分为多个分体柱，在柱肢间可以设计连接键，以便于使分体柱配筋的要求得到满足，从而增强部件的抗震性能，提高部件的強度系数。选择分体柱过程中，虽然不能增强柱子抗剪能力，但是基于减少抗弯性能的基础上，可以提高柱子抗变形的能力，以便于使短柱逐渐改变为长柱，进而增强短柱抗震的性能。

结束语

总而言之，随着社会的快速进步，扩大了建筑项目的建设范围，面对这种发展形势，人们对高层建筑的要求越来越严格。这就需要工作人员在设计高层建筑施工方案过程中需要全面考虑建筑项目建设的场地，通过全面分析高层混凝土建筑项目建设的实际地质环境之后，需要优化设计抗震结构，进而增强高层混凝土建筑的抗震能力，从而使高层建筑的可靠性与安全性得到有效保证。

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