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建筑结构工程抗震设计的作用及措施

发表时间：2021/5/10 来源：《建筑科技》2021年2月下作者：孙杰1 任泽峰2

[导读] 为了适应我国建筑行业的发展需求，提高建筑工程的安全性和稳固性，要重视高层建筑的抗震设计，完善建筑工程抗震设计方案，提升工程的整体设计水平，确保建筑工程符合规范规定的抗震标准。高层建筑结构复杂，楼层较多，如果建筑结构的抗震性能未达标，地震会破坏建筑结构，甚至会导致严重的伤亡事故。

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摘要：为了适应我国建筑行业的发展需求，提高建筑工程的安全性和稳固性，要重视高层建筑的抗震设计，完善建筑工程抗震设计方案，提升工程的整体设计水平，确保建筑工程符合规范规定的抗震标准。高层建筑结构复杂，楼层较多，如果建筑结构的抗震性能未达标，地震会破坏建筑结构，甚至会导致严重的伤亡事故。提升高层建筑的抗震能力可以确保结构稳定，所以工程设计应遵循抗震设计原则，确保高层建筑的结构符合安全标准。
关键词：建筑结构；抗震设计；作用；措施
        1高层建筑抗震设计的重要性
        地震发生时，震源产生的纵波和横波会对建筑造成巨大的冲击，冲击直接作用于建筑，会损毁建筑结构，降低建筑的安全性。高层建筑抗震技术的主要原理是利用缓冲阻尼装置分解和吸收部分地震能量，降低地震对高层建筑的影响。在抗震设计中，可将建筑简化为支座，利用支座和建筑构件吸收和弱化地震能量，降低地震对建筑物的破坏；隔震技术是利用特殊的构造设计提升建筑物整体抗震性能。隔震技术对小型地震的防范效果较好，发生地震时，建筑只会产生轻微摇晃，不会损伤建筑结构，可有效保证建筑结构完整。在高层建筑结构设计中合理使用抗震技术，可提升建筑整体的抗震性能，确保高层建筑的安全性和稳定性。
        2建筑结构工程抗震设计的原则
        近年来，地震变得更加频繁，人民和财产安全受到严重影响，造成的一个非常重要的问题是地震造成的建筑物倒塌。因此，从建造建筑项目起，应该进行建筑结构工程抗震设计，并严格评估。抗震设计应遵循以下准则：①在构建复杂的设计项目时，有必要选择一种合适的测量方法来研究建筑项目薄弱层的塑弹性变形，例如静力分析和动力分析等方法。②设计时，将弹性过程分析法作为补充类测算措施。必须注意建筑结构整体内力位移，还必须选择不同的测算方法，确保测算建筑物内力位移的准确性。③在设计连体建筑物的过程中，应同时测量一个或多个建筑物结构的振型数，应为单体数的至少9倍，有效质量系数为0.9以上。
        3建筑结构工程抗震设计的作用
        3.1提升建筑物的抗震能力
        为了确保建筑结构工程的抗震能力，应做好以下几点：①在建筑结构工程中，必须考虑到地基稳定性因素，选择适合于抗震性的地基，避免地基变形影响建筑物抗震功能；②同一个建筑结构工程单元要选择性质一样的地基，必须将地基的最大潜力包括在建筑物的结构设计中，发挥地基的抗震能力；③建筑结构工程需要规则且对称，目的是减少由于地震活动引起的建筑物变形，并防止由于地震作用力集中而导致的建筑扭曲；④为了提高建筑结构工程抗震性能，我们需要增加几道抗震防线。同时，有必要明确建筑结构工程的受力设计，防止建筑结构工程的局部薄弱。
        3.2降低地震对建筑的影响
        降低地震对建筑的影响中，一种常见的方法是在建筑基础和建筑主体之间添加隔震层，这样可以有效减少对建筑物的潜在破坏。例如，在建筑物顶部添加一个“反摆”，“反摆”使建筑物和摆在地震中产生方向相反的位移，从而减小加速度，减小地震对建筑的作用。相关研究分析认为，如果合理设置“反摆”，减少地震影响的概率可以达到65％，可以最大限度减少建筑物的受损程度。该方法已在国内外得到广泛研究，在实际施工中也得到了应用，并取得了优异的效果。
        3.3保证建筑刚度
        正确设计建筑结构工程抗震和明确建筑物刚度非常重要。因此，有必要充分考虑大量使用钢筋混凝土，主要应用是通过改善结构来加固现有的钢筋混凝土结构。

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        4建筑结构地质抗震设计中存在的问题
        4.1地下抗震的问题
        在房屋建筑结构抗震设计中，要重视建筑结构的均匀分布，提升建筑结构构件的合理布局，保证结构的连续、均匀。在建筑结构设计中，平面结构较为复杂，为了保证结构平面与立面的平整、均匀和连续性，要对房屋建筑地下部位结构与地上部位结构进行衔接布置，如果防震缝上下部分脱离，就会导致抗震性能降低。另外，如果上下构件呈现不同的结构，上下不吻合，就会导致构件规范不合理、不标准。为了使建筑结构符合转换层的要求，就要调整转换层抗震控制效果，避免出现薄弱层或断裂层。
        4.2延展性设计问题
        在建筑结构设计中，要对延展性情况进行分析。根据抗震设计的基本原则，预估地震造成建筑结构的损害。房屋建筑的延展性可以消耗多余的地震能量，保证小震建筑结构不损坏，中震建筑结构可修复，大震建筑结构不倒塌。根据不同建筑结构的墙、轴、柱等类别，调整建筑结构各项目的抗震设计数据。在工程造价中要规范建筑结构抗震设计标准，确定设计规范要求，以保证建筑延展性设计的顺利开展与实施。
        5高层建筑结构抗震设计策略
        5.1运用高延性结构消震和隔震
        高延性结构可以有效提高抗震能力，并且有着良好的吸收地震能量的作用，我国当前在建筑的防震设计及后期施工过程中，为增加建筑结构的延性、整体刚度，对结构节点构造进行了科学合理的设计，以减少地震作用带来的不利影响。必要时可采用减震、隔震设计，确保建筑结构的安全、经济、适用。
        5.2注意薄弱层的结构设计
        建筑结构的薄弱层一般出现在建筑结构竖向抗侧力构件不连续，楼层的承载力出现突变以及结构侧向刚度的突变位置。在地震的作用下，薄弱层是最容易受到影响的，因此在强化薄弱层的结构计算分析的基础上，要加强薄弱层的抗震承载能力和耗能能力，使薄弱层有足够的强度和刚度来应对地震作用。
        5.3合理选择和布置建筑方案
        结构工程师的作用是配合建筑设计师的工作，通过力学计算分析、概念设计等方式尽可能实现其设计意图。然而在方案设计时，结构工程师往往参与较少，待建筑方案确定后往往出现结构布置不合理、不满足抗震设计要求的情况。因此，为确保后期结构抗震方案的可实施性，结构工程师应尽可能早地参与到建筑方案的确定过程中来，并要求建筑方案遵循“平面对称、立面均匀”的布置原则。
        5.4加强建筑结构的整体性
        只有保证建筑结构内部整体强度、刚度和耗能能力，在发生地震时各个部件才能够协调工作。因此，应加强结构四周梁截面尺寸，对于开大洞四周楼板要加大楼板厚度和拉通筋的配筋率，提高楼板的平面内刚度，确保结构满足计算假设以及结构抗震性能满足规范要求。
        5.5对于其他非结构部件的处理
        除了主要受力构件，建筑物还包含填充墙体、外围装饰墙板、屋面广告牌、附属机电设备等非结构构件。当地震发生时，这些构件也会在不同程度上受到地震作用，对建筑结构的整体抗震性能产生一定影响，因此对其进行合理的处理，能更好地提高建筑物的抗震能力，减少地震造成的次生灾害。
        结束语：综上所述，为满足我国建筑行业的发展需求，提升建筑工程结构的稳定性和安全性，在高层建筑的结构抗震设计中，要科学、合理地应用抗震技术，提升建筑结构的抗震性能。对高层建筑结构抗震设计要点进行深入研究和分析，制定建筑结构的合理性抗震设计方案，根据建筑结构的功能特点，制定有效的技术实施措施，提升高层建筑的结构稳定性和安全性，实现建筑工程结构施工的质量目标。
参考文献：
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