建筑工程結構設計中抗震問題淺析

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摘要：地震是地球上較為常見的地質災害，所以抗震設計是建筑工程結構體系中十分重要的一個環(huán)節(jié)，通過合理的設計提升抗震的等級，能夠更加有效地提升建筑物的穩(wěn)定性和安全性。目前我國建設設計在抗震問題上取得了一定的成績，但是在具體運用的過程中還有一些細節(jié)有待改進，需要建筑結構的設計者提出更科學合理的方案。本文通過闡述建筑抗震概念設計的概述和意義，分析建筑工程結構設計中抗震設計的重要性和基本原則，并在此基礎上提出提升建筑結構抗震能力的關鍵點應用路徑。

關鍵詞：建筑工程；建筑結構；抗震設計

我國地處太平洋板塊和亞歐大陸板塊交接地帶，板塊運動相對活躍，加之人類生產活動對地球造成了較大程度的破壞，近些年地震的發(fā)生頻率和強度等級都出現(xiàn)了提升的情況，對建筑安全和人員安全造成了較大的威脅。在這樣的背景下，國家對房屋設計的要求也上升到了一個新的高度，尤其是對抗震性作出了新的要求，以便當災難來臨時人們的生命財產安全能夠得到保障。

1建筑抗震概念設計概述和意義

建筑結構設計一般會從計算設計和概念設計兩個方面展開。建筑結構設計需要在完善信息和數(shù)據的基礎上進行結構的搭建，但是因為地震的發(fā)生有不可預測性，在實際的建筑設計中不能通過準確的計算來設計建筑的具體抗震等級，所以在設計的過程中一般會引用模擬地震情況來統(tǒng)計出相關的參數(shù)，從而實現(xiàn)對建筑結構的科學計算，得到對應的抗震結構，保證建筑的抗震等級。目前，我國在抗震建筑設計層面展開了多年的研究，取得了較大的進步，有效地降低了地震的危害，保護了人民的生命孟天賜邯鄲市第一醫(yī)院助理工程師和財產安全。但是我們對地震規(guī)律的把握還不是很完善，還需要大力研究建筑工程結構的抗震效果，各地區(qū)也應該結合自己本地的地質情況作出相應的建筑抗震標準。人們對建筑結構抗震的要求越來越高，對于建筑設計師來說，怎樣提升建筑結構的抗震級別成為了重要的研究課題。因此加大抗震研究的經費投入，讓建筑設計者有更好的研究環(huán)境，對于促進建筑的抗震能力發(fā)展十分必要。

2建筑結構類型與抗震性的分析

2.1建筑框架結構

框架結構承受荷載力的是建筑的柱和梁，也是在地震中能夠支撐房屋的主要結構。因為柱和梁的自重相對較輕，在建設施工的過程中容易定性，能夠輕松地滿足建筑的基本標準，所以框架結構的建筑普及率較高。這種建筑施工工藝能夠大量節(jié)省建筑材料，在空間布置方面也顯得較為靈活，施工難度系數(shù)低，所以更加受到建筑單位的歡迎。但是框架結構變形形態(tài)一般以剪切型的形式出現(xiàn)，容易出現(xiàn)薄弱層和軟弱層，施工方一般在豎向體型布置的過程中，需要更多地關注控制層側向剛度比和承載力比的細節(jié)[1]。

2.2剪力墻結構

剪力墻結構在建筑施工中表現(xiàn)為側向剛度大、整體性好的特點，這樣的建筑結構在高層建筑中比較適用，但是受到結構延性的影響，空間布置受到剪力墻間距較大的限制。在目前常見的建筑中，剪力墻布置結構規(guī)則，分布得較為均勻。在實際的設計中盡量避免門窗洞口上下錯開，若是建筑條件不允許的話，就需要對洞口周圍進行精確的受力分析，采用加強建筑強度的措施。

2.3建筑簡體結構

簡體結構的建筑類型一般應用在超高建筑中，因為這種結構類型受力合理、剛度大、整體性強的特點表現(xiàn)得較為明顯。根據簡體結構外圍結構的不同可以分為筒中筒和核心筒兩種，根據內筒數(shù)量的不同也可以分為多筒、雙筒和單筒。在筒體的結構中內筒和外圍框架相互作用構成了抗震的防線，保證在地震發(fā)生的時候建筑能夠有較強的穩(wěn)定性。具體來說，核心筒更加關注偏置位置問題，筒中筒則應該選用正多邊形平臺或者圓形平面來減少剪力的滯后問題。

3建筑工程結構設計中抗震設計

的重要性和基本原則我國經濟飛速發(fā)展，城鎮(zhèn)化進程不斷加快，建筑工程的規(guī)模也在這樣的趨勢下逐漸高層化，如此一來人口的密度變得越來越大，一旦出現(xiàn)地震等災害就會造成非常巨大的損失?？拐鹪O計已經成為國內建筑結構設計中意義重大的一個環(huán)節(jié)，尤其是針對高層建筑的設計，更需要把抗震的問題擺在所有問題的前面來處理。這不僅能夠在災害發(fā)生時減輕人員和財產的損傷，還能夠延長建筑物的使用年限。所以，不管是國家還是建筑方都應該從根本上重視抗震設計在建筑工程結構中的重要性。在具體設計過程中需要遵從以下原則。

3.1適用性原則

“小震不壞，中震能修，大震不倒”是我國建筑工程結構設計的基本要求，結合不同地區(qū)的地質特點和建筑物高度類型等基本要素，在盡量降低成本的基礎上強化抗震效果。對于板塊交接、地震頻發(fā)的地區(qū)，在建筑物設計的過程中應該盡可能設置抗震的多道防線。例如，利用框架剪力墻結構在地震發(fā)生時作為抗震的第一道防線。因為剪力墻的側向有較強的剛度，能夠對建筑起到最大的保護，框架結構在剪力墻的基礎上能夠削弱地震對建筑結構的影響，起到“卸力”的效果。在目前應用的建筑工程抗震體系中，核心結構和框架結構應用得較多，針對中大型地震可以降低房屋坍塌的幾率，是抗震設計的精髓[2]。

3.2系統(tǒng)性原則

建筑工程抗震設計是一個全局性、系統(tǒng)性工程，在設計之前需要結合建筑物的承載性能、穩(wěn)定性、剛度、延性等方面進行參數(shù)的準確計算，并按照建筑物整體的標準來統(tǒng)一設計。例如，在強柱弱梁、強節(jié)弱點的連接處需要結合建筑工程的結構來進行優(yōu)化，從而提升整體結構的抗震性能。另外，不同建筑物類型存在較大的差異，所以在抗震設計時也需要結合建筑的特點，在滿足施工要求的基礎上開展工作。

3.3彈性適中原則

建筑彈性適中能夠保證建筑的整體質量，若彈性達不到既定的標準，一旦受到外界力量的沖擊就容易出現(xiàn)建筑物倒塌的情況。若是彈性過度，那么建筑物在外力的作用下，其內部結構可能會出現(xiàn)細微的傾斜，時間久了內部結構會發(fā)生變形，最終威脅到建筑的使用安全。建筑彈性對于抗震有著重要的意義，能保證在外力的作用下不會受到致命的坍塌風險，這也是建筑設計者需要嚴格把控的關鍵點。

4提升建筑結構抗震能力的關鍵點應用路徑

4.1建筑材料的選擇

建筑材料的選擇對抗震效果有著決定性的影響。一些位于地震帶附近的國家為了保證建筑的抗震效果會選擇更加優(yōu)質的建筑材料，并且會鼓勵建筑設計者創(chuàng)新和研發(fā)新的建筑材料來對抗地震災害，從而保護居民。通過對建筑抗震效果的調查可以看出，磚瓦類型的建筑抗震效果較差，所以采用磚瓦結構的建筑越來越少，而采用箱體式結構類型能夠提升建筑的抗震效果，其應用范圍在不斷擴大。結合目前建筑行業(yè)的發(fā)展，防震材料的應用已經有了較好的思路，既能夠滿足建筑抗震的數(shù)據需求，還能夠兼顧建筑方的適用性和經濟性。在傳統(tǒng)的防震設計中，在建筑物的底部鋪設粘土和砂石用來吸收地震發(fā)生時所產生的能量。現(xiàn)代防震設計的理念在原有的基礎上進行了較大程度的升級，借助瀝青材料對建筑的基底加以改造，既能夠保證抗震效果，也能夠增強建筑物日常使用的穩(wěn)定性。另外，在墻體建筑材料的使用上，可以選擇材質較輕的材料，這樣就能夠減輕建筑自身的重量，在地震發(fā)生時減少建筑的承載力，從而保證抗震效果[3]。

4.2結合實際條件優(yōu)化抗震方案

建筑抗震方案是抗震設計的核心，也是施工準備的前提條件?？茖W的抗震方案在項目建設的過程中能夠起到指導性的作用，對建筑的安全有一定的保證。在方案設計時首先需要考慮的就是建筑的整體結構，這也是提升抗震系數(shù)的重要手段。在混凝土建筑施工的過程中還需要充分考察施工現(xiàn)場，尤其是對當?shù)氐牡刭|情況和地質外貌，要做到充分了解，避免在建設的過程中出現(xiàn)數(shù)據偏差。一定要經過嚴格的分析和計算，不斷優(yōu)化建筑的抗震能力?？傮w來說，抗震方案的設計是在科學分析的基礎上展開，在執(zhí)行過程中不斷改良和完善，最終對建筑的抗震性提供最佳的保障。

4.3建立科學且完善的抗震設計標準

我國幅員遼闊，不同區(qū)域地震發(fā)生頻率和強度也不盡相同，所以不同地區(qū)建筑的抗震標準也應該結合本地的實際情況來設定。另外，針對不同的建筑結構也應該有不同的要求，如框架結構和抗震墻結構就應該采用不同的抗震標準，這樣才能體現(xiàn)建筑的科學性和合理性。對于一些地震頻率較高的地區(qū)，可以采用消震和隔震相結合的方式來保證整個建筑的抗震性能。

4.4完善建筑垂直和水平設計

建筑垂直和水平的程度對整體的穩(wěn)定性有著較大的影響。首先，建筑承重墻的水平面需要保證穩(wěn)定和平整，在建筑設計標準的基礎上確保墻體的質量和剛度。其次，建筑垂直面應該處在中心偏下的位置，這樣建筑的穩(wěn)定性才能達到最佳。另外，也應該設置多重防震線來應對大型災害的影響，在合理剛度和非結構強度建筑結構中形成安全風險的防控體系，從而保障建筑抗震設計的安全性和整體性。

5結語

綜上所述，在城市化飛速發(fā)展的今天，國家對建筑行業(yè)的發(fā)展極為重視，建筑類型存在較大的差異，具備的性能也存在不同，所以從抗震的角度出發(fā)應該結合不同的類型和地質條件來設定不同的標準。基于不同區(qū)域的地震頻率和等級，在建筑設計的過程中有效地開展抗震設計的工作，不僅需要考慮建筑所在地的地質結構，還需要考慮建筑材料的選擇和因地制宜的優(yōu)化抗震方案。

參考文獻：

[1]翟晶晶.建筑工程結構設計中抗震問題的分析[J].城市建筑，2021（5）：116-118.

[2]閆爭科.建筑工程結構設計中抗震問題的分析[J].建筑技術開發(fā)，2021（9）：19-20.

[3]尚柯華.建筑結構設計中抗震概念設計的重要性探究[J].工程技術，2018（7）：93.

作者:孟天賜 單位:邯鄲市第一醫(yī)院