淺析建筑抗震結構設計的優(yōu)化

■萬 磊，趙 冰 ■.身份證號碼:360403980400;.身份證號碼:36040398060038

在社會快速發(fā)展的21世紀里，建筑工程已經(jīng)成為了當前人們尤為關注的熱點之一，因此建筑抗震結構設計的優(yōu)化問題也變成了人們所重視的問題了?？偹苤卣饘τ谌祟悂碚f屬于一種破壞性極強、作用迅速、突發(fā)性強的地表運動。對于建筑物的地震破壞機理是極其復雜的，對其我們要考慮很多因素，可是由于許多技術問題還是不夠完善，因此當有地震發(fā)生時建筑就很難起到令人滿意的抗震性能。由于在我們國家的許多個地區(qū)是非常容易發(fā)生地震現(xiàn)象的，所以這對于建筑抗震結構設計的工程設計來說就是一極其繁重的任務了，再進行建筑工程設計的過程中，首先要考慮的就是建筑的安全問題了。因此國家以及建筑企業(yè)一定要對建筑抗震結構設計的優(yōu)化問題加以重視。

1 建筑抗震結構設計原則

1.1 關于結構的規(guī)則性

在建筑防震結構設計的初級階段，要先了解建筑抗震結構設計的要求，并與之結合，優(yōu)化建筑平面以及建筑物的使用功能，并對其進行合理的布局，對于那些高層建筑，一定要確保其剛度足夠強，以此來降低結構扭轉的影響，對建筑物的要求就是要保證其平面均勻對稱，建筑物的柱網(wǎng)剪力墻一定要合理布置。由于這種建筑結構能夠很容易的產(chǎn)生建筑物多地震的反應，在進行建筑防震結構設計時要對建筑合理布置，這樣對于降低豎向構件間的差異變形以及結構內應力對建筑結構的不利影響有著很大的作用。在進行建筑防震結構設計的過程中要盡量使建筑物的垂直重力的荷載均勻受力，滿足其結構剛度、保證其體型簡單。通過近幾年來的地震災害可以表明，當有地震發(fā)生時，只有建筑物平立面的布局合理簡潔，受力均勻，才可以滿足建筑抗震結構設計的要求。

1.2 關于層間的位移限制

當建筑結構工程師進行建筑防震結構設計的過程中要考慮到建筑結構材料、位移的限制、裝修標準、結構體系、側向荷載以及高比寬等問題。在建筑防震結構設計時要嚴格要求鋼筋混凝土結構的位移限值，并對建筑的所處位置進行有效的設計，確保其穩(wěn)定性及功能的正常使用等。建筑在地震或者是風力的作用下層間經(jīng)常會出現(xiàn)較大位移，在建筑防震結構設計時既要滿足其剛度問題，又要避免超過其承載力。

2 建筑抗震結構設計注意事項

2.1 注意確定基本設計信息

由建筑物所在地區(qū)建筑類別及其防烈度等對抗震等級進行確定。其中要加以注意的是，高層建筑大多都屬于丙類建筑，它是不需要對設防烈度進行調整，可是甲類和乙類建筑，它們一定要依照《建筑抗震設防標準》來對設防烈度進行調整。在進行建筑防震結構設計時要明確地震加速度、地面粗糙度以及該場土地類別，這樣一來建筑防震結構設計就更加科學合理了。一般來說建筑物越高，風荷載對其就有越大的影響，所以在進行設計時一定要重視基本風壓，如果建筑物對風荷載較為敏感或者是本身高于60m時，一定要采用百年重現(xiàn)的風壓區(qū)，還要按照建筑的高寬比、形狀等這些來選擇建筑物的體形系數(shù)。

2.2 正確選擇設計參數(shù)以及概念設計

在建筑結構方案設計的過程中，要注意概念設計，要明確建筑結構設計體系的地震作用的途徑，設計多條抗震防線。注意要把建筑結構的最大高度控制在合理范圍內，使建筑結構的延性足夠。對于剪力墻而言，其布置一定要對稱均勻，并在其縱橫方向都要去布置，盡量讓兩個主軸方向剛度接近。另外要注意，盡量減少墻體開洞，若真的要開洞，要使洞口對齊，不要任意的開洞。對于砼結構而言，其構件要控制受力鋼筋、截面尺寸以及鋼筋設置，避免發(fā)生彎曲破壞慢于剪切破壞、鋼筋破壞慢于鋼筋錨固粘結構破壞、鋼筋的屈服慢于砼的壓潰。對于各個結構間的連接要注意構件節(jié)點的破壞。對于預埋件，其錨固破壞不要先于連接件。

3 建筑抗震結構設計的優(yōu)化策略

3.1 對建筑結構的概念設計加以重視

建筑概念之所以形成就是人們對其的認知從感性上升到理性，這也反映出了人類對于事物有了更加客觀的認識。在進行建筑結果設計的過程中，建筑師一定要對建筑設計的概念熟練地掌握，只有這樣設計師才可能設計出一個安全經(jīng)濟，構建平衡，結構科學合理的優(yōu)質建筑物。在進行建筑結構設計時設計師要注意把建筑概念的基本思想貫穿其中。建筑結構設計師要運用自身所積累的經(jīng)驗以及深厚的設計理論，形成一種屬于自己的設計概念，并用其完成高水平建筑結構設計工作，建筑的概念設計對于設計師而言是其必須具備的能力之一。

3.2 對建筑抗震設計理念進行加強

我們都知道，對于建筑物而言，不但要承擔起其本身的垂直負荷，還要承受相當于地震沖擊以及側風向負載的力度。在建筑物中，對于不同高度的抗側力，其沖擊強度大都不同，這樣就會有薄弱層面存在，在進行建筑結構設計時要盡量去減弱甚至避免。如今在我們國家的建筑抗震結構設計的規(guī)范中，一般分為兩個階段進行抗震，這樣對于建筑抗震能力的提高很有幫助。首先是第一階段，建筑結構設計師要對地震參數(shù)進行充分運用，對建筑結構在彈性的狀況下所發(fā)生的地震以及所產(chǎn)生的效應進行計算。在進行第二階段設計時，要用所對應的地震參數(shù)對建筑物的薄弱層面進行計算，待結果出來后再對薄弱樓層進行轉角位移或者是側向位移，可是這一定不能使設計超過規(guī)定限值，只有這樣才可以是薄弱環(huán)節(jié)盡量不影響到建筑物本身。

3.3 對建筑結構設計進行綜合考慮

建筑結構設計師在進行設計時要考慮多種優(yōu)化方案，并同時對內部因素以及外界各方面的因素進行綜合性的考慮。其中內部因素主要是指建筑物各個構件本身所能夠承受的受力負載，尤其是高層建筑更要對其承受能力進行綜合考慮，考慮哪種建筑設計方案更加合理，但前提一定要遵循經(jīng)濟原則，但在水平受力的這一方面就要求對其抗倒塌能力進行研究，外界因素主要是對建筑物所受的平常風力、溫度應力、抗震等進行考慮，對各方面的因素進行綜合考慮，爭取設計出最好的方案。在進行地基設計的過程中，要與設計師本身的實踐經(jīng)驗相結合進行綜合性的設計，與此同時設計師要提前預測其中可能會出現(xiàn)的各類問題，并對找出這些問題的解決措施。當計算建筑物本身的受力情況時要謹記“強柱弱梁、強剪弱彎、強壓若拉”的原則，一定不要僅憑經(jīng)驗去判斷建筑所要增加的配筋量，一定要先對構件自身的性能進行考慮，重點關注建筑物的薄弱環(huán)節(jié)，盡量降低甚至避免危害發(fā)生的幾率。與此同時，對于建筑物本身的組成材料要對其溫度應力進行考慮，就比如說鋼筋材料，溫度對其有很大的影響。所以不管怎么說，在進行建筑抗震結構設計時，不管是建筑結構選型還是建筑的設計布置，又或者說是一些有關的計算過程，一定要先對所有可能會出現(xiàn)的問題進行綜合性的考慮，必要時要對建筑物的受力極限進行驗算，只有這樣才能保證建筑防震結構的合理，才能確保建筑防震結構設計的安全性以及可行性。

4 結束語

伴隨著高性能材料以及新型結構的出現(xiàn)，我國建筑行業(yè)也開辟了新天地，理順建筑與結構兩者之間的關系，確保新型結構的建筑不但能滿足建筑物的使用功能，而且還能滿足人們對其的外觀要求。要想使設備與結構兩者關系提高，一定要先了解抗震設計目前現(xiàn)狀，再由建筑抗震結構設計者從抗震概念以及抗震經(jīng)驗，對工程做出正確的判斷，找出一種既經(jīng)濟又安全的建筑抗震結構的優(yōu)化設計方案。

［1］張華宇.建筑防震結構設計注意事項［J］.中國建筑，2009(22):34－35.

［2］吳雨霏.建筑防震結構的優(yōu)化設計方案［J］山西建筑，2012(8):12－13.