浅析建筑结构设计中的抗震设计

2020-11-27刘玉凤

商品与质量 2020年15期

刘玉凤

中国市政工程华北设计研究总院有限公司青海分公司青海西宁 810000

随着社会生产力水平的不断提升，我国社会对建筑结构形式的需求不断变化，高层建筑和超高层建筑形式的建筑物在我国不同地区的建设数量及建设规模都在处于不断变化的过程中。我国近些年来地震发生频率较高，因受地震作用而发生破坏的房屋数量较多，地震作用的不可预测性和突发性给我国带来了较大的经济损失和人员伤亡。为促使建筑物能够具备一定的抗震性能，需要在结构设计过程中对抗震设计进行充分的考虑，需要综合借鉴国外抗震设计的经典案例对本项目的抗震等级及抗震概念设计等工作进行优化和改进，以全面提升建筑物结构抗震设计的水平[1]。

1 抗震设计应用的原则分析

1.1 可靠性的原则

在抗震设计应用过程中，必须保证建筑整体安全性和可靠性，这对于抗震系统的正常工作以及抗震的效果都有着重要的影响作用。就当前的情况而言，人们最关注的是抗震设计应用是否和建筑的实际情况符合，在安装设备的过程中一定严格按照规定进行。这样才可以使得抗震设计应用符合国家规定的相关标准。

1.2 实用性的原则

在抗震设计过程中，并不是有着越高的成本就可以实现越好的抗震效果，应该将科学合理的设计方案进行运用，使得成本的投入更加合理。这样才可以使得抗震设计在使用性能上得到有效的保障。所以在对建筑进行抗震设计的过程中一定要对实用性的原则加以严格遵守。

2 建筑结构设计中的抗震设计要点

2.1 增设构件完成加固

考虑高层建筑的实际情况，并在原有结构构件基础上增设加固构件，提升高层建筑物的抗震性能与抗变形能力。新增构件选择时要考虑建筑物整体框架情况，选择合适的加固措施，要对建筑物实际情况进行全面考虑。如需要增设墙体时，需要原有抗震横墙间距较大且墙体不承重，可以选择增设新墙体，通常选择钢筋混凝土墙体；通过新增柱方式提升墙体稳定性，如果建筑抗震性能差距不大，可以选择合适方式将柱子连接起来，如混凝土柱子、拉杆及圈梁等。混凝土结构施工过程中大体积混凝土浇筑必不可少。具体施工时需要控制好浇筑层的厚度，通常这个环节分成三部分进行：

（1）依据混凝土性质初步设定浇筑层厚度。

（2）如果选择泵送混凝土方式，摊铺厚度≤600 ㎜。

（3）如果选择非泵送混凝土，与前者相比摊铺厚度≤400 ㎜。

2.2 高效利用计算机技术验证抗震设计实效性

（1）小震作用下的结构构件性能分析。在小震作用下，确保建筑所有结构构件满足承载力与弹塑性要求，同时严格遵照行业标准规范调整结构构件应力状态。

（2）中震作用下的结构构件性能分析。在中震作用下，对结构构件的弹塑性进行分析。中震作用下，各类构件的抗震性能指标如下所述：关键构件：底部加强区核心筒剪力墙、底部加强区外框柱，轻微损坏即满足要求；普通构件：非底部加强区核心筒剪力墙、非底部加强区外框柱，轻微损坏即满足要求；耗能构件：连梁、普通楼层梁，轻度损坏，部分区域重度损坏即满足要求[2]。

2.3 合理选择建筑场地

开展建筑工程结构抗震设计之前应对建筑场地进行合理化的选择，应尽量将建筑场地选在地质结构较为稳定、地势开阔、地下土质的承载力强、地基处理难度低的地区，以确保建筑工程地基处理工作的难度较低且地下土体能够对建筑物起到较强的嵌固作用。并且，建筑施工区域也不宜设置在地震断裂带、河道边缘或采空区等区域。如果经过地质勘察工作了解到地下土体较为复杂，应为避免建筑物出现不均匀沉降而采取必要的地基处理工作，设计人员应对地下土地的各项参数进行分析，结合上部结构对地基处理的要求帮助施工单位选择合适的地基处理方式。

2.4 对建筑结构形式进行合理化的选择

现阶段应用于我国高层建筑中的结构形式以钢筋混凝土结构为主，钢筋混凝土结构具备良好的整体性、延展性和经济性。但是，在持续性地震作用下该类型结构的刚度会出现明显的下降，容易出现裂缝而影响建筑物的整体稳定性与安全性。新型钢筋混凝土结构的发展速度较快，其施工工艺较为简单但在变形控制及强度方面依旧存在问题。结构设计人员在进行建筑结构抗震设计的过程中，可以依据该项目实际情况合理选择建筑结构的形式，不限于单一结构形式，可以对多种结构形式进行整合，但应注意对不同结构形式组合的过程中相互连接措施予以重视，不得破坏结构整体的抗震性能。

2.5 建筑物重要组成部分的抗震设计优化

地震的发生必然会在某些方面改变建筑物的整体结构，比如，建筑物的安全通道属于垂直建筑设施，具有在地震后及时疏散人群的作用。因此，在平面设计中，尽量将其安排在建筑物人口密集的中部地区，便于发挥其作用。大楼的楼梯是典型的竖向交通结构，在建筑物整体的抗震设计中占有重要地位。所以，在对建筑物抗震设计时，一要考虑建筑物楼梯的位置，二要保证其在地震中的承载力，并充分考虑楼梯设计是否存在没有想到的问题。因此，在楼梯通道的设计中，设计者应充分考虑墙柱和楼梯板的承重能力和抗震能力，目的是在地震发生时能保证群众的顺利疏散[3]。