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建筑结构设计中的抗震设计研究郭恒佐

发表时间：2021/6/16 来源：《建筑科技》2021年5月下作者：郭恒佐

[导读] 随着经济和各行各业的快速发展，我国地域广阔，地理环境差异大，不同地区的地质条件不同，发生地震的频率也不同，因此灾害等级也不同，但都会为人们的日常生活带来严重影响，造成不同程度的经济损失，破坏人们居住环境，还会威胁人们的生命安全，因此对房屋建筑结构进行抗震设计非常重要。

广西桂林市建筑设计研究院郭恒佐 541002

摘要：随着经济和各行各业的快速发展，我国地域广阔，地理环境差异大，不同地区的地质条件不同，发生地震的频率也不同，因此灾害等级也不同，但都会为人们的日常生活带来严重影响，造成不同程度的经济损失，破坏人们居住环境，还会威胁人们的生命安全，因此对房屋建筑结构进行抗震设计非常重要。根据地质抗震规范操作要求，选聘专业的地质学技术人才，分析房屋建筑结构与地质抗震之间的关系，结合地质环境条件，改善建筑结构抗震设计思路，以达到抗震、减震的设计目标。
关键词：房屋建筑；抗震设计；结构
        引言
        在建筑施工中，应探讨建筑物的抗震问题，并采取适当的抗震措施，以长期防震。建筑工程必须注重发展抗震设计，采用不同类型的结构，提高抗震减灾能力，吸收大量地震能量，最大限度地降低地震破坏程度。目前，隔震与减震技术在建筑方面的研究与应用已取得一些成果和经验，隔震与减震技术大大增强了建筑的稳定性、安全性，使国家现代科学技术得到了提高，地震突发时人们的安全保障得到了提高，但依旧存在较多问题有待解决。结构控制与隔震减震设计的各种方法各有优缺点，因此必须结合具体情况选择其中几种进行优化组合，在不断优化建筑结构隔震与减震设计要点的基础上，切实保证整体工程质量安全。
        1抗震结构设计的必要性
        地震是一种十分常见的自然灾害，我国很多地区都处于地震带，随时有发生地震的可能。工业建筑和民用建筑在使用的过程中如果质量不过关，抗震能力不强，将直接影响到建筑的整体安全性和稳定性，同时会对建筑内人员的生命财产安全造成极大影响，对于工业发展来说更是致命的打击。因此，在开展工民建施工的过程中需要进行抗震结构设计，这样才能够有效地保障建筑的安全性，更好地发挥工民建在经济社会发展过程中的重要作用。
        2建筑结构抗震性能设计中的问题
        2.1建筑结构体系以及材料存在问题
        随着我国建筑业的不断发展，人们开始对建筑结构抗震性能的影响因素进行研究，逐渐认识到了建筑物的材料以及结构体系对建筑结构抗震能力的影响，因此在设计人员应当选择合理的建筑结构的材料以及体系。现阶段我国大部分建筑工程依然采用的是钢筋混凝土结构，该结构的位移限制会对建筑结构的抗震性造成一定的影响。钢架结构也很难改善较大的变形侧移度。这一条件导致建筑结构的抗震性能不仅得不到提高，同时还会导致钢结构的荷载力大大加大。结构转换层的结构对建筑结构的抗震性能有一定的影响，如果提高加强层和转换层的刚度，会导致刚度突出，从而使相邻柱构件之间的剪力增大。
        2.2对抗震结构设计不够重视
        很多建筑企业在开展工程建设的过程中，对于抗震结构设计不够重视。因为开展抗震结构设计，以及采用相应的原材料会大大增加建筑企业的整体建设成本，因此为了获得更大的经济效益，建筑企业往往忽视对于抗震结构的设计。这就导致建筑的抗震性能不强，在发生地震十分容易导致建筑物的坍塌，给经济社会发展带来严重的危害。
        2.3结构高度对抗震性能的影响
        结构高度为室外地面至主要屋面构件的高度，结构承受的倾覆弯矩随结构高度的增加而增加。建筑物高度越高，结构的稳定性就越差，相应的结构刚度就需要更大，剪力墙等承受的水平力构件就需要布置越多，结构经济性会变得较差。当建筑结构的高度超过相关规范允许值时，应采取比规范更严格的抗震措施进行抗震超限专项设计，并通过专家的论证后方可实施。

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        3建筑结构抗震设计策略
        3.1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。
        3.2控制好建筑物的高度
        建筑物的高度是影响建筑结构抗震性能的主要因素之一，为了避免地震发生时建筑物对地震作用力的分散和消耗作用降低，要根据国家相关部门的规定，以及具体的地形以及地质条件，将建筑物的高度控制在合理的范围之内。建筑结构的抗震性能不仅关系到建筑企业的经济效益，同时也直接关系到人们的生命和财产安全，为了保证建筑高度在规定的范围之内，当地政府应当成立专业的监督团队，要求建筑工程施工之前必须向政府先行报备，上交建筑物高度、建筑材料以及建筑结构等一系列资料，通过政府部门审核之后才能开始施工。同时，政府部门还要在工程的施工期间选派监督人员到现场进行检查，详细地对建筑材料等情况进行核实，保证当地所有的建筑物在规定的高度内。
        3.3建筑构造保障抗震性能
        在进行建筑的抗震结构设计时，需对抗震不利的地方进行有效加强处理，并且进行多层次抗震设防，以保证建筑能满足抗震设计要求。建筑物的抗震体系由主体结构安全和维护构件安全两个层级。换言之，建筑物的抗震设计除了结构概念设计外还包括维护墙体、外墙门窗、幕墙及饰面装饰材料等设计。从事建筑设计行业，需要了解到施工现场最容易犯建筑构造上的低阶错误，而设计中则是更多注重对结构主体的把控，忽视对建筑构造细节的表达。对于很多建筑，特别是医疗教育建筑，发生地震时除了结构不应被破坏，还应该考虑项目的整体安全，保证项目能为抢险救灾所用。所以，建筑设计时首先应选择合适的墙体材料，尽量不选薄壁型空心砖、大孔径空心砖等类型的砌体构造，此材料在地震作用下极易被地震剪力所破坏，不利于抗震；其次对外墙幕墙设计时需要将一些具有良好延性的结构构件，使用合理的方法进行有效连接，才能使构件与建筑主体协同工作，避免地震时产生次级伤害。同时应尽可能考虑到建筑的每一个构造节点的细节，这样才能够达到国家的抗震设计要求。建筑物精细化设计是建筑抗震设计的必然趋势，设计过程中不能对结构主体和维护设施有区别对待，需要根据建筑的具体要求来处理好两者之间的相互关系，这样才能保证建筑物的安全，避免人祸与天灾同行。
        3.4建筑结构加固设计规范要求
        在建筑结构设计中很多建筑的功能用处不统一，抗震指标无法达到建筑物规范要求。在建筑物的规范使用上，要经过建筑行业主管部门批准后方可改变建筑使用用途。在规范房屋地基基础抗震性能的过程中，要确定房屋是否符合实际规范使用标准要求，结合房屋地基做好加固设计的数据准备。建筑结构设计师采用砌体结构，其实际的抗震性能不足，在砌体结构的基础上可采用建筑加固设计方式，以提升建筑的稳定性。通过拉杆、圆圈横梁等结构部件来加强建筑结构的地面支撑力，优化钢筋混凝土建筑结构的稳定性，以满足后续建筑的使用需求。
        结语
        随着建筑技术的发展，隔震和消能减震技术的应用越来越广泛。相比传统的抗震技术来讲，隔震和消能减震技术的应用对地震的削弱作用非常明显，对于保证地震时建筑物的安全和人民的生命财产安全具有着重要的意义。我国大部分地区都会遭遇一些地震灾害，为确保我国建筑业的发展质量，在建筑结构设计过程中需要严格进行减震设计，把建筑物的抗震问题放在重要位置，总结各国抗震经验，正确进行建筑抗震设计，从而提高我国建筑结构抗震水平。
参考文献：
[1]倪震宇.建筑结构设计中抗震设计研究[J].工程技术研究,2019,4(2):169-170.
[2]任胜.高层建筑的抗震设计浅析及工程实例[J].建筑与预算,2020(7):56-59.
作者简介：郭恒佐（1992-），男，汉族，广东信宜人，本科，助理工程师，主要从事结构设计工作。