建筑工程结构设计中抗震问题分析

陈加超

【摘要】地震是破坏性非常强的自然灾害之一，一旦发生，会给人们的生命和财产安全带来巨大的威胁，因此，在建筑结构设计的过程中，必须考虑到地震作用的影响，要使建筑体具有较强的抗震性能。当前阶段有关抗震规范中对建筑结构的抗震性能做了明确的要求，就是要能够做到小震不坏、中震可修、大震不倒，为了实现这样的抗震目标，有关部门加大了对建筑抗震方面的研究力度，主要的抗震设计原则如下：对建筑结构的刚度进行适当的把控，部分建筑构件在地震发生时允许进入非弹性的工作状态，这样就能够使整个建筑结构具有较强的延性，能够达到裂而不倒的目的。但是这种传统的抗震设计方法存在非常多的缺陷，如果发生超出抗震设防烈度的地震时，整个结构的安全性是无法得到保障的，因此，为了适应新建筑形式的抗震需求，隔震减震控制技术应运而生。

【关键词】建筑结构;抗震设计;抗震措施

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

16.031

1、建筑工程结构抗震设计研究的关键意义

从目前情况来看，地震是人们平时生活中最常发生的自然灾害之一，同时地震灾害产生以后的危害性、破坏性非常大，并且也具备了很强的不可预估性。因此，一经发生地震，影响程度将特别大，倘若人们居住的建筑没有抗震能力，就会危及民众的个人安全以及财产安全。可见，建设物本身的抗震能力具有了特别关键的作用。在很早以前，我国在对建筑结构抗震标准方面就提出了“小震不坏、中震可修、大震不倒”的准则，所以大部分结构设计人员都意識到了建筑结构抗震能力的重要性，并且按相关规范、标准要求进行建筑结构抗震设计，以保证建筑抗震能力得到显著的提升，继而保障建设物的整体安全稳固性，这样就能最大程度上降低地震对民众生命财产安全的影响程度。因此结构设计人员的责任重大，如何使建筑在地震来临时发挥出应有的抗震能力，保证人民生命安全与财产安全是结构抗震设计人员需要重点研究的内容。

2、房屋结构抗震性设计原则

2.1简化原则

结合以往的设计经验得知，在抗震设计过程中，所设计的结构形式越简单，传力越清晰明了，其抗震性能也越高，而且简单的抗震结构在进行力学性能计算时，其计算结果的可靠性和准确性也越高。对此，在应用设计中，可以结合实际情况适当简化房屋抗震结构计算模型，优化结构构件的传力途径，这样能够有效提升房屋建筑对建筑地震作用力的承受能力，全面提高房屋建筑在结构设计中的抗震性能。

2.2整体性原则

展开建筑抗震设计时，设计内容不只是针对某一个建筑内的某一个部位，而是将抗震设计贯穿到整个设计过程中，从而提高建筑整体的抗震性能。在具体设计过程中，需要从整体性设计出发，使其满足各大指标要求。对各种可能影响结构抗震性的影响因素进行分析，借助数字模型对于结构参数进行优化处理，以此来提升结构本身的抗震性。而且对于构件需满足其抗震构造措施的要求，避免应力集中等问题的出现，从而提高结构本身的稳定性和可靠性。

3、建筑结构设计中的抗震设计

3.1建筑地基基础设计要点

在建筑结构的组成中，地基基础属于非常重要的内容之一，其抗震能力也会影响到建筑整体的稳定性。因此，在该环节的抗震设计中，需要在前期做好基础资料的采集工作，如区域地质构造、地质活跃度等，根据评估结果来确定该工程地基所需要具备的承载力，根据区域地质构造来明确基础加固措施，如基坑深度、支护措施等，从而起到提升结构稳定性的作用。结构设计人员应依据 GB50007-2011《建筑地基基础设计规范》、JGJ3-2010《高层建筑混凝土结构技术规程》、GB50011-2010《建筑抗震设计规范》、GB50010-2010《混凝土结构设计规范》等规范对设计工作进行如下优化调整：1）结合该工程的相关资料，对于建筑基础参数内容进行明确，内容包括地基基础挖深、基础总面积、桩基直径/深度、接缝宽度等。2）利用有限元模型对建筑极限荷载进行计算，以此为基础来优化荷载组合，并对相关参数进行明确。3）进行地基基础的形变量监测和计算，计算时参考正常状态来完成，对于该状态下的结构组合进行确定。4）根据承载能力极限状态下的荷载效应标准组合，对基础或承台高度、基础内力、确定配筋和验算材料强度进行计算。

3.2 依据抗震标准，规范平面及竖向设计

平面规则与建筑物的稳定性也存在一定的联系，这是设计人员在设计过程中必须考虑的因素之一。通常情况下，抗震建筑的平面是有一定标准的，比如，凹凸口的深度与宽度，平面长度不宜过长，不宜采用角部重叠或细腰形的平面布置。因此，结构平面布置应力求简单、规则、对称，避免刚度、质量和承载力分布不均匀。对于有较多凹凸口的复杂形状平面要进行特殊设计或采用一定的补救措施，以最大限度地保证建筑的稳定性。对于抗震高层建筑的结构竖向布置，应避免过大的外挑和收进，宜规则、均匀，结构的侧向刚度也应该做到上小下大均匀变化，竖向抗侧力构件宜上下连续贯通。

3.3建筑结构构件的抗震设计

强柱弱梁、强剪弱弯和强节点弱构件是进行框架结构抗震设计时的重要概念。相较于梁构件破坏而造成的局部破坏，柱子的破坏会危及整体结构的安全性，造成结构的整体垮塌。因此，在结构中为了保护柱，增强结构抗地震能力，将塑性铰先出现在梁部，通过发展一定的塑性来吸收地震能。还有强柱系数，梁柱线刚度比等都是相应指标。强柱弱梁使梁端的塑性铰先出、多出，尽量减少或推迟柱端塑性铰的出现。适当增加柱的配筋可以达到上述目的。需保证强剪弱弯是因为剪切破坏是一种脆性破坏，而弯曲破坏是延性破坏，有所预兆，所以能进行及时的人员疏散、财产转移。在进行抗震设计中，梁柱的剪力设计值需按规范要求进行调整。不同抗震等级的梁、柱采用不同剪力增大系数，同样需考虑材料实际强度和钢筋实际面积2个因素的影响。强节点弱构件则需对节点核心区进行抗震验算，并且在各抗震等级下的框架节点均应符合构造措施要求。

结语：

随着建筑行业的快速发展，建筑的抗震设计也取得了巨大的突破，其抗震能力也得到了大幅度的提升，其中隔震减震技术更是得到了大范围的推广应用，随着建筑形式的多样化，对抗震能力会有着更高的要求，因此，在未来的发展中，仍然需要加大对建筑抗震设计的研究力度，要能够在现有技术的基础上进行进一步的优化，推动建筑抗震设计工作的快速发展。

参考文献：

[1]赵雪飞，卢小玉.浅谈建筑结构设计中“隔震减震控制技术”的应用和发展趋势[J].建材与装饰，2019，15（2）：133-134.