建筑结构设计中的抗震设计探讨

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　　【摘 要】当代建筑设计水平不断提升，建筑工程规模日益扩大，越来越多的高层建筑栉次鳞比地林立在城乡。对于建筑物来说，建筑结构起到了非常重要的支撑作用，其设计水平对于建筑物安全与寿命具有直接的影响。为了更好地提升建筑物性能，在建筑设计环节，必须要强化建筑结构抗震设计，从而提高建筑结构的安全性。因此在本文中，笔者就将对建筑工程设计过程中，抗震结构设计工作进行论述。
　　【关键词】土木工程；结构设计；抗震设计
　　前言
　　在人们的日常生活当中，建筑工程为人们的日常生活以及学习和工作提供了最基础的场所，对于人们的生活秩序具有非常重要的意义。而在建筑使用过程中，对于建筑性能产生至关重要的，除了在建筑过程中所留下的安全隐患之外，自然界中的地质灾害，例如地震等筑物的安全性能也会产生非常严重的破坏。所以为了能够更好的保证人们的日常生活安全以及财产安全，在建筑结构设计过程中抗震结构设计非常重要。
　　1建筑结构抗震设计的原则
　　当前，我国已经出台了关于建筑结构设计的相关规范，在建筑结构设计实践中，要依据相关规范、规程来进行设计。建筑结构的抗震设计应遵循如下原则：首先，如果是复杂建筑物，就要在设计中，先采用科学方法分析出建筑物的薄弱层，并计算出其塑弹性变形，一般采用底部剪力法和振型分解反应谱法来进行计算。其次，在设计建筑物结构过程中，还要利用弹塑性时程分析法，来对前面的计算进行补充。再次，建筑物整体内力位移也是至关重要的计算内容，在计算过程中，必须要确保结果高度准确。计算方法的选择也比较多，一般要同时采用多种方法，这样才能使计算结果更加精准。后，设计多塔楼结构时，需要注意一点，那就是多塔楼结构需要将各塔楼的振型数合并计算，不能单独进行计算，但塔楼的振型数好要≥9才可以。伴随着建筑科技的发展进步，目前，我国建筑连体结构的数量一直处于持续增加的状态，在连体结构设计时，各独立部分宜有相同或相近的体型、平面布置和刚度；宜采用对轴对称的平面形式。如果连体结构的各部分层数和刚度都存在差异，那么就会直接影响到建筑的整体抗震效果，因此，必须要分析其静力，并对其时程分析进行补充计算，这样才能使结果更加准确，提高连体结构的抗震能力。
　　2建筑物结构抗震设计有效措施
　　2.1对建筑场地与环境进行科学分析与选择
　　建筑物在建设前，必须要科学选择建设场地与环境，因为其所处的地理位置、地形、水文等因素，都会对建筑物的抗震性能产生重大的影响。设计人员要对建筑场地、环境等各项条件进行充分调研，如果发现场地存在断层错动、陷落等问题，就说明场地属于危险地段，不能在其上建造各種建筑物，需要另外进行选址。适合建造建筑物的场地，要详细勘察其地形、地质、水文等情况，并做好详细的勘查记录，从而为建筑物的结构设计提供准确的参考。
　　2.2结合实际优选适宜的建筑结构形式
　　从整体上来看，建筑结构形式比较多样，常见的有砖混结构、框架剪墙结构、钢结构等，每种结构形式都各有优点和缺点，其抗震性也存在很大的差异。因此，在对建筑物结构进行设计时，要选择匹配的结构形式，这样才能有效提升其抗震效果。如果处于相同的条件下，砖混结构形式的建筑物，其抗震性能要弱于混凝土结构，这主要是因砖混结构是以砖砌体作为主体承重材料的，而砖砌体易破碎，而且其自身重量大，一旦发生地震，就容易受到破坏。而混凝土结构是以混凝土作为主体承重材料的，其墙体采用的是轻质填充材料，整体自身重量小，因而在地震中具有较好的稳定性。国外大多采用钢结构的形式，因为钢结构生产、施工都比较方便，而且钢材质具有优良的抗剪、抗拉、抗压性能，强度与延展性也极佳，采用钢结构的建筑物，其使用寿命可超过百年。钢结构的建筑物还具有良好的环保型、可循环利用性及抗震防火性等。
　　2.3科学设计建筑形体及构件
　　在建筑结构设计中，除了场地的影响，建筑形体也会对建筑物抗震性能产生重要的影响。在设计过程中，建筑设计师要依据建筑抗震的相关规范与要求，科学确定建筑形体，并对其构件进行合理设置。建筑设计师要分析建筑的平面、立面和竖向剖面，按照相关的规则性来评价其抗震性、经济性等各项性能。在具体设计实践中，好是优先选择规则的建筑形体。因为规则的建筑形体，其抗侧力构件在平面布置上是具有对称性的，同时，侧向刚度会沿着竖向方向进行均匀地变化，这样就能减少侧向刚度突变及承载力不均匀等情况。如果是形体复杂发热建筑，因其平立面具有不规则性，在此种情况下，需要根据其具体特点，来进行分析，以便明确有无必要设置防震缝。防震缝的设计事关重要，设置不当会适得其反，合理的防震缝的设置可以使不规则的建筑形成多个规则的抗侧力结构单元，从而简化建筑物结构抗震分析模型，提高建筑物的抗震能力。
　　2.4设置合理的抗震等级
　　建筑物抗震设计中，需要重点考量抗震等级，结合当地的实际情况，来确定地震设防类别、烈度等，同时，还要考虑建筑物的结构类型、建筑高度等因素。根据建筑破坏造成的人员伤亡、经济损失及社会影响，可将建筑物的抗震能力分为四种，即特殊、重点、标准、适度四种。一般住宅与写字楼为标准设防类建筑。
　　2.5科学制定抗震结构方案
　　建筑物的抗震结构方案科学与否，对于建筑物的安全性、经济性影响也不可忽视，建筑结构设计师要结合实际情况进行综合考虑与科学确定。建筑物的抗震结构方案需要根据计算简图及地震作用特点给出，应设置多道抗震防线，这样可以有效防止因建筑物部分结构或构件遭到地震破坏，而影响到整体建筑物的安全，导致建筑物整个结构丧失抗震能力。同时，还要考虑抗震承载力，保证建筑能将地震能量进行良好的消释或缓解。另外，还要对建筑物的刚度和场地状况进行综合考虑，如果建筑物自振周期分析结果，与地基土的自震周期相同，就会因共振作用而加强破坏力度，使得建筑物的遭受的破坏更大。因此，设计建筑结构时，必须要充分考虑这一点。建筑基础的深度要满足相关的要求，如果建筑层数比较多，必须要设置地下室，并对软弱地基进行处理。
　　2.6建筑原材料选择科学合理
　　对于建筑整体质量产生至关重要的影响因素中，材料是其中最主要的一种。在土木工程施工过程中使用最普遍的材料是钢筋材料，因此钢筋材料的质量对于建筑物整体的抗震性能产生至关重要的影响。在进行实际的施工时，需要根据具体的，施工情况来进行相应的施工材料的选择，在进行钢筋材料的选择过程当中，需要对钢筋材料的韧性进行充分的考虑，同时钢筋的受力方向也需要进行充分的考量。再进行其它的施工材料选择，以及采购时需要保证材料的抗震性能良好，而且对于整体工程来讲不会增加施工成本，从根本上保障土木工程的发展，能够拥有持续动力。
　　2.7培养抗震结构设计专业人才
　　相应的抗震结构设计工作需要由专业的人才来进行，因此在建筑行业的实际发展过程当中，抗震结构设计的专业性人才培养工作不能够停止，需要在各高校内部进行合作性教学培养。就是在进行教学过程中，不仅仅需要使学生们的理论知识能力掌握的非常好，而且还需要使学生的实际动手能力得到增强，可以通过组织多种形式的比赛，来使学生的实际动手能力以及主观能动性大大增强。
　　3结语
　　综上所述，地震能对建筑物产生强大的破坏作用，影响社会经济的发展，为降低地震对建筑结构的破坏作用，在建筑设计环节，必须要重视和强化抗震设计，结合建筑物的实际情况，根据影响建筑物抗震能力的因素，有针对性地采取有效措施，来提高建筑物结构设计的科学性和抗震能力，为其安全性能提供可靠保障。
　　参考文献：
　　[1]建筑抗震设计规范：GB50011-2010[S].北京：中国建筑工业出版社，2010.
　　[2]赵真，谢礼立.浅析传统结构抗震概念设计思想形成的一般规律[J].地震工程与工程振动，2013（2）：67～68.
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