建筑工程结构设计中抗震问题分析

2021-12-31孙国良

科学咨询 2021年22期

郭飚孙国良

（湖州诚信建筑设计有限公司浙江长兴 313100）

一、建筑结构地质抗震的设计理念

建筑结构的抗震设计主要是实现建筑结构的稳定设计。从概念和理论上分析，明确建筑结构设计的意义，分析各类房屋建筑结构的地质抗震问题。房屋建筑结构的不同体系设计直接关系建筑整体的抗震水平，需要分析建筑局部力学与整体力学之间的关系。不同的房屋建筑结构受地震灾害的影响不同，要从工学理论实验、设计理念思维上进行分析，重视建筑结构角度中各个方面的因素，准确分析建筑结构的各方设计要求。根据各方概念，清楚定位，准确辨别，进行高精准度、可靠性思维分析，优化建筑结构设计的综合应用，确定建筑结构地质抗震设计理念标准。

二、建筑工程结构设计中抗震设计所需遵循的原则

（一）多重防线原则

墙体厚度直接关系到整体建筑的质量情况，墙体质量良好则能够有效抵御外界的冲击，例如突发的地震灾害，建筑结构稳固者就能够完整地保存下来，墙体厚实者则能够抵挡风雨的侵袭。但是建筑结构单一则无法有效抵御外界灾害的破坏，所以设计人员运用构架剪力墙与多肢墙便是遵循了多重放线的原则，提高建筑的抗破坏能力。

（二）弹性适中原则

建筑弹性适中可以有效确保整体建筑质量，如若建筑结构弹性较低且存在较大刚度，那么一旦遭受强劲的外界冲击，那么极易超负荷而出现突然倒塌的情况。反之，如若建筑结构存在较大弹性，例如建筑长时间遭受外力影响，其内部结构便可能会出现细微倾斜，久而久之便会使得整体建筑结构发生变形，威胁建筑的使用安全。所以只有确保建筑结构弹性适中，方可确保其稳定性良好，在受到外力侵袭的情况下才不会受到影响。

（三）建筑整体性原则

在进行建筑结构设计时，整体性设计对建筑的质量也有着较大影响，建筑结构完整，那么其在遭受外力重力的情况下，能够利用内部结构的关联性来分散外力，让外力由大变小，从有到无。所以在实际设计过程中设计人员需要运用专业知识来分析建筑受力情况，让整体建筑结构良好，提高其外力抵抗能力。

三、加强建筑结构工程抗震设计的措施

（一）科学选择结构体系

为了确保建筑物的整体协调，必须科学地选择结构体系。通常，建筑结构工程的抗震设计概念要求以下两个条件：稳定；合适。通过选择科学合理的结构工程体系来满足结构的变形和抵抗力要求。建筑物必须具有一定的刚度，才能在一定程度上承受自身的载荷，并有效防止变形。当地震发生时，才能对较大的地震力辅以缓冲，以防止对建筑物造成局部损坏。因此，在选择结构体系时，必须要明确建筑物传力的途径和受力的计算，转换层的使用应尽量避免，这样可以降低建筑物倾斜或局部受损的几率，从而保护建筑物。

（二）提升结构延性

如果建筑物的抗震性低于地震等级，则由于脆性破坏很容易倒塌。因此，建筑工程结构的抗震设计应提高结构的延性并增加其强度。可以改进以下内容：1.延性材料。如果使用延性材料在发生弹性变形或重复弹性变形时，延性不会有明显下降。2.杆件的延性。为了改善结构的延性，应检查结构部件的杆件的延性，例如塑性变形、能量耗散等。3.构件的延性。某一个构件发生塑性变形和消耗能量的能力，可以通过提高墙体或框架的延性来改善建筑结构的整体延性。通常，建筑结构的延性与其抵抗塌陷或塑性变形的能力有关。可以在设计中使用以下方法：在平面上，增强突变处和转角处之类的延性；对于竖向，可以增强薄弱楼板延性；增加首道抗震防线部分的构件延性。

（三）轴压比和短柱的合理设计

在抗震设计中，必须减小柱的轴向压缩比，并增加柱的横截面尺寸。降低轴向压缩比的目的是将柱放置在大偏心受压状态，以避免纵向受力的钢筋没有达到受拉屈服而导致混凝土被压碎的情况。由于柱的刚性强延性差，结构在地震的作用下容易被破坏，可以采用“强柱弱梁”的设计提高结构的整体延性，增加地震耗能，增强结构的抗震能力。

（四）提升结构的整体性

1.选用钢作为支撑结构。钢结构是建筑行业中的一项新技术，但已在许多项目中使用。如贵州钢结构发展中心楼，占地26，000平方米，高24层，建筑承板使用刚劲线桁架，可以改善建筑物的完整性。高层建筑主要采用钢结构支撑系统，对建筑框架结构的侧面刚度产生积极的影响，可以提高整个高层建筑的强度，提高水平荷载。与纯框架结构相比，钢结构支撑体系的稳定性极佳，适合结构支撑要求。使用环向密封同一平面，可以增加侧向刚度，尤其是在地震负荷较高的地方效果更好。2.抗侧力结构。如果建筑结构为框架结构形式，则可以使用钢结构来支撑建筑物的竖向负载和部分横向负载。如果建筑物的结构是多种框架结构的形式，可以通过交错桁结构调节上下楼层，从而提供单元设置灵活性。该结构在钢结构的平面中，梁柱的弯矩较小，侧向位移较小。

（五）规范建筑形体及构件的布置规则

平面不规则主要类型为：扭转不规则、凹凸不规则、楼板局部不连续，具体反映在结构分析软件结果的评估和确定中，如扭转不规则体现在：位移系数不应小于1.2且不大于1.5，周期比对于A级高度的建筑不应大于0.9。竖向高度不规则的主要类型是：侧向刚度不规则、抗侧力构件不连续、楼层承载力突变等。如果设计结果不满足要求，则设计人员必须重新考虑和分析模型，以调整梁柱布置和截面，尽可能达到设计规则。