建筑结构抗震设计理念与方法分析 孙亚辉

建筑结构抗震设计理念与方法分析孙亚辉

发表时间：2019-07-01T09:09:00.843Z 来源：《基层建设》2019年第10期作者：孙亚辉孙晓芳

[导读] 摘要：改革后，在经济快速发展的影响下，我国的经济水平逐年提高，城镇中大大小小的建筑越来越多，高楼大厦几乎随处可见。

身份证号码：41272619900920XXXX 河南郑州 450000 身份证号码：41272819920205XXXX 河南郑州 450000

摘要：改革后，在经济快速发展的影响下，我国的经济水平逐年提高，城镇中大大小小的建筑越来越多，高楼大厦几乎随处可见。我国建筑业的迅速发展，使得建筑行业必须接受更高的标准，工程技术人员们要面对巨大的压力和挑战。我国处在地震多发区，因此，高层建筑的抗震性能成了重要的问题，这也引起了国家和政府的高度关注。本文主要阐述在建筑结构的优化设计中，要采用合理的设计理念，来提高建筑的抗震性能，以保证人们的生命安全。

关键词：建筑抗震结构；设计理念；应用与设计

引言

在早前的规范要求之下，如果地区抗震设防烈度在Ⅵ度以上（含Ⅵ度），所有建筑都必须进行抗震设计，这一理念主要是为了提高建筑的抗震性能，然而随着近年来地震事故的大规模出现，建筑抗震能力受到了大面积的关注，成为了判断建筑质量的重要指标。建筑抗震能力主要体现在建筑应力强度、结构设计、地基深度等方面，在此前提下出现了很多典型的抗震结构设计，本文将对此进行分析。

1建筑结构设计中的抗震设计

何为抗震设计呢，抗震设计就是根据以往的地震作用，收集房屋破坏的数据进行经验分析，然后再结合当前现行的设计规范，结合先进的理念与标准，对在建的房屋进行抗震计算，并增加抗震构造措施，以保证建筑物在地震来临时的安全性与稳定性，设计人员在设计的时应当根据建设单位的具体要求，在规范要求下进行设计，保证建筑结构在使用过程中能够抵御地震带来的强烈作用，保证建筑结构的安全与稳定。在设计中，首先设计人员应当考虑地震中地面运动对地基基础带来的强烈影响，计算不同等级的地震给予建筑结构的作用力，并且根据地震力制定相应的设计参数，如果规范中没有相应的参数，则应当通过实验对参数进行确定。以此来对结构的构件进行外形设计、配筋设计、连接设计等等，保证在地震灾害下建筑物还有一定的正常使用功能，或者保证建筑内部空间结构的安全。

为了做好建筑物的抗震设计，科学合理地进行计算与研究，吸取之前地震中积累的经验进行试验与设计是必要的，科学的设计方法可以直接影响到建筑的抗震能力，还能够在节约设计材料的同时提高建筑物的抗震能力。保证建筑抗震能力的关键环节还来自建筑结构的施工环节，所以为了保证建筑物的抗震能力，选择有资质和素质的施工队伍很重要，还要做好施工人员的岗前培训工作。施工人员责任心的提高对于提高建筑的施工质量是非常重要的，因为很小的问题施工不当都有可能造成很严重的问题。设计人员有义务和责任考虑到施工中可能出现的问题，所以也应当尽可能在保证建筑质量的情况下降低现场的施工难度。

2抗震结构设计理念的应用

抗震结构设计理念对于现代建筑设计有着重要重大影响，在此理念下出现了很多典型的抗震结构设计案例，本文将结合这些案例，对抗震结构设计理念的应用进行分析。

2.1钟摆抗震结构设计

在地震条件之下，建筑最直观的表现就是“左摇右晃”，表现出不稳定状态，那么在“左摇右晃”的状态下，如果建筑没有相应的防护，其倒塌的时间较短，同时规模上也会相应增大，针对这一表现，有研究者提出了钟摆抗震结构设计。钟摆结构抗震的力学原理在于反向拉力，即在地震条件下，假设建筑向左倾斜，那么“钟摆”就会相应向右摆动，摆动的力量取决于地震烈度与建筑相左倾斜部分的重量与速度，整体上摆动力虽然无法与地震影响对等，但是两者相近，所以可以有效的抑制建筑“左摇右晃”幅度的增长，可以延长逃生时间，同时也可以在一定程度上，防止建筑倒塌。关于钟摆抗震结构设计的效果验证，日本某大厦通过相关研究给出了答案，即该大厦属于高层建筑，在地震条件下会产生巨大的晃动，经计算，如果地震等级超过5级，该大厦6层以上的结构会在3min之内倒塌，而通过钟摆结构的改造，地震对大厦造成的晃动影响将会降低60%，说明这种抗震结构设计的有效性。

2.2地下室优化设计

为了实现对空间的最大利用，一般的建筑都会建设地下室，而把地下掏空本身就是不稳定因素之一，所以，在以后的建设中要将地下室与上层建筑紧密结合起来，增加隔墙的设置，在减少地基压力的同时，也加强建筑的稳定性，从而提高安全性。

3抗震结构设计理念的要点

3.1加强短柱的受压承载力

在建筑结构抗震设计中，通过加强短柱的受压承载力可以有效的降低柱截面面积，提高剪跨比，完善建筑结构的抗震性能。而最常使用的减少柱截面和提高剪跨比的措施就是加强混凝土结构的强度等级，通过高强混凝土材料的应用，改善短柱的承载能力，减少轴压比。不过在使用高强度混凝土材料时，由于其自身的延展性较差，需要配合其他处理技术，来增强结构的综合性能。另外，在建筑结构抗震设计中，也可采用钢骨和钢管混凝土柱的方式提升短柱的受压承载力。

图1 短柱刚度过大，易产生剪切破坏

震坍塌问题拒之门外，来达到最好最安全的防护效果。

3.2加强多重抗震防线的设置

建筑的抗震结构体系应由若干个延性较好的分体系组成，并由延性较好的构件连接，实现协同工作。如框架–抗震墙体系是由延性框架和抗震墙两个系统组成；双肢或多肢抗震墙体系由若10个单肢墙分系统组成。抗震结构体系应有最大可能数量的内部、外部赘余度，有意

识地建立起一系列分布的屈服区，以使结构能够吸收和耗散大量的地震能量，一旦破坏也易于修复。如建筑物采用的是多重抗侧力体系，第一道防线的抗侧移构件在强烈地震袭击下遭到破坏后，后备的第二道乃至第三道防线的抗侧力构件立即接替，抵挡住后续的地震动的冲击，可保证建筑物最低限度的安全，免于倒塌。

3.3做好结构参数的选择与计算

要做好建筑结构的设计工作，尤其是抗震设计工作，需要对建筑结构的参数进行选择，如果参数的选择错误，会对建筑结构的抗震性能造成很大的影响，因此在设计之前，设计人员就应当对建筑结构的设计参数进行科学选择，不能够确定的参数通过实验进行确定。在模拟地震灾害所建立的模型当中进行计算与分析，甚至可以按照比例建造建筑物的模型，并在振动台上模拟地震作用进行试验，找到建筑结构抗震的薄弱点，进行计算与加强，从而保证建筑结构在地震中的受力合理与科学性。

结语

建筑作为目前城市发展中不可或缺的重要组成部分，不仅是一个城市发展面貌的体现，更多的也是保证人们生活品质的基础条件，在建筑设计中，如果存在抗震设计不合理的情况，一方面会对人民的生命安全带来严重威胁，另一方面也会为我国经济建设带来较大损失，影响可持续发展战略的实施。为此，在建筑结构设计中，必须充分的融入抗震理念，应用合理的抗震措施，提高建筑的抗震能力，以此增大建筑的整体安全系数。

参考文献：

[1]梁碧云.建筑结构设计中抗震设计的探讨[J].住宅与房地产，2018（18）.

[2]初正恒.加固后钢筋混凝土框架结构抗震性能研究[D].沈阳：沈阳建筑大学，2011.