工程結(jié)構(gòu)設計中的抗震設計簡析

趙美余

摘要：近年來，人們對于房屋建筑工程的安全性表現(xiàn)的越來越重視。居民關(guān)注點的轉(zhuǎn)變迫使工程技術(shù)人員的工作重點也發(fā)生了調(diào)整，因此在考慮如何提升人們居住舒適度體驗的前提下，也在不斷追求工程建筑安全性的提升。近年來，地震災害發(fā)生的頻率明顯上升.這就使得在工程設計過程中有效提升建筑結(jié)構(gòu)抗震性能以此提高建筑工程的安全性已經(jīng)勢在必行。本文將結(jié)合工程設計的基本特點，針對抗震設計提出一些具體的措施建議，希望本文能給相關(guān)領(lǐng)域研究的技術(shù)人員提供一些幫助。

關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)設計；地震；抗震設計；抗震概念設計

一、提升工程結(jié)構(gòu)抗震設計的意義

從近幾年的新聞上不難得知，由于各種綜合原因，各種自然災害發(fā)生頻率明顯提升，尤其是地震災害發(fā)生的數(shù)量明顯上升，例如近年來我國青海和四川發(fā)生的地震，給當?shù)厝嗣竦纳钤斐闪藝乐負p害。而通過研究工程結(jié)構(gòu)設計中的抗震設計，可以有效的提升房屋建筑工程的整體抗震性能，大大減少人員傷害及財產(chǎn)損失。大量工程數(shù)據(jù)表明，如果房屋建筑抗震性能比較優(yōu)良，那么在多遇地震作用下，構(gòu)件基本不會發(fā)生破壞，在經(jīng)歷設防烈度地震及罕遇地震作用下，也能保證建筑物局部破壞而不倒塌，做到“小震不壞，中震可修，大震不到”，因此通過技術(shù)手段有效的提升工程結(jié)構(gòu)的抗震性能具有深遠的意義。

二、工程抗震設計時，應著重關(guān)注以下幾個方面：

（一）建筑場地的選擇

在具體的房屋設計中，場地的選擇對房屋的安全是至關(guān)重要的，所以首先要對建設場地進行合理的選擇，對場地的地質(zhì)基本參數(shù)以及氣候水文等進行仔細的勘查，然后對基本的測量數(shù)據(jù)進行全面的收集整理，針對影響工程抗震設計的參數(shù)著重分析，以此來有效地提升工程設計的科學合理性。除此之外，對于不同地區(qū)不同種類的工程項目，對于建筑材料以及工程設計方案也要進行科學的選擇，例如，如果工程建筑處在地震頻繁的地區(qū)，那么建筑結(jié)構(gòu)就要盡量著重考慮整體結(jié)構(gòu)的柔性和延展性等，同時建筑原材料也盡量選擇輕質(zhì)材料，減少震害。

（二）建筑平面布置及立面造型方案對高層抗震設計的影響

在工程抗震設計中，建筑平面及立面設計方案設計也是一個不容忽視的問題。因為工程建筑平面與立面的規(guī)則性與否會直接影響整個建筑工程的抗震性能，。高層建筑平面宜規(guī)整簡潔，避免大開洞，豎向構(gòu)件上下盡量貫通，避免前期方案對結(jié)構(gòu)抗震設計形成先天不足，同時增加巨大的經(jīng)濟成本，如中央電視臺建筑。

（三）建筑結(jié)構(gòu)體系的選擇

在工程實際中，除了要考慮上述兩個方面之外，還應根據(jù)不同的建筑使用功能及平面需要有針對性的選擇建筑結(jié)構(gòu)體系，如高層住宅建筑因考慮豎向構(gòu)件不能凸出墻面影響使用，一般采用剪力墻體系，超高層公共建筑多采用框架一簡體結(jié)構(gòu)，多層房屋采用方便分隔的框架體系等等，在各個科學合理的建筑結(jié)構(gòu)體系中，均對建筑結(jié)構(gòu)中的每一個構(gòu)件抗震性能要求作出了明確的規(guī)定，大到框架柱梁，小到屋面上的構(gòu)架及廣告牌，任何一個細微的構(gòu)件也不能忽略，這是由建筑本身特性所決定的，所有的構(gòu)件共同構(gòu)成了一個抗震建筑整體，所以結(jié)構(gòu)體系的選擇對抗震設計來說是最基本也是最重要的一步。

三、工程結(jié)構(gòu)抗震設計具體方法研究

（一）根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)性能進行抗震設計

根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)性能進行抗震設計是一種全新的設計理念，該種設計方法與傳統(tǒng)的設計方法存在著本質(zhì)的區(qū)別。這種新型的抗震設計方案會綜合的考慮建筑場地地質(zhì)情況，建筑結(jié)構(gòu)情況和抗震材料等等多方面因素，然后進行精確的計算，這樣得出的設計方案會更加全面和精準，所以設計的工程也會更加的符合抗震性能要求，當然也就能科學的降低地震災害對建筑物的損害程度。為了有效的提升工程項目的抗震能力評估，技術(shù)人員開始致力于通過各種試驗及計算機軟件，去模擬地震對建筑結(jié)構(gòu)的影響破壞，然后摸索其中數(shù)據(jù)以及影響規(guī)律，進而形成一套科學的抗震安全評估機制，根據(jù)評估結(jié)果有針對性的修改抗震設計，通過這個過程不斷的去優(yōu)化方案，最終使得結(jié)構(gòu)抗震性能有效的提升，以此來實現(xiàn)對整個工程項目安全性的提升。

（二）根據(jù)建筑場地和建筑規(guī)劃進行抗震設計

一般情況下，地震對于工程建筑的破壞性具有很大的差異性，夸張的講，即使是在同一片村莊，在同樣的等級的地震影響之下，不同的工程建筑物損壞程度也會大不相同，造成這種現(xiàn)象的主要原因就是工程建筑物本身的質(zhì)量，還有就是建筑場地以及工程建筑的規(guī)劃。如果工程建筑位于地殼接壤的附近，即使工程建筑的抗震性能再優(yōu)良，也無法抵抗地震的強大破壞力，所以工程場地的選擇十分重要，在進行工程規(guī)劃的時候，應盡最大可能規(guī)避地震頻發(fā)的區(qū)域。

（三）選擇合理的建筑結(jié)構(gòu)體系進行抗震設計

目前常用的結(jié)構(gòu)體系有框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架一剪力墻結(jié)構(gòu)體系，這個體系是房屋安全最重要的框架。想要提高工程的抗震性，那么就必須要選擇合理的結(jié)構(gòu)體系。合理的結(jié)構(gòu)體系不僅僅是指選擇好體系，還有結(jié)構(gòu)體系的布置問題，豎向構(gòu)件框架柱、剪力墻應盡量布置在同一軸線上，構(gòu)成雙向抗側(cè)力體系，有效的傳遞水平地震力。對于穿層柱，錯層處的豎向構(gòu)件應根據(jù)抗震設計規(guī)范進行構(gòu)造加強，帶轉(zhuǎn)換的框支柱框支梁或帶轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)，應進行重點關(guān)注，采取多軟件包絡設計配筋，必要時補充中震大震計算，以確保建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震能力。

（四）根據(jù)建筑功能進行平面抗震設計

大量的工程實踐表明，合理的平面布局，能夠使得梁板與柱、墻形成一個有效的受力空間，使得工程建筑在承受地震力影響時，每一個構(gòu)件所承受的彎剪破壞力都降低到下限，這樣就可以從根本上提高建筑物的抗震能力。如根據(jù)建筑功能的要求，一般大跨度的空間可以考慮采用網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、預應力梁、單向密肋、組合梁等，每種方案都對應不同的抗震計算內(nèi)力，需要進行認真反復的對比分析，把地震危害降到最低。

（五）設置多道抗震防線

從構(gòu)件的角度分析，當發(fā)生地震災害時，并非所有的構(gòu)件受力情況完全相同，而是一些構(gòu)件首先承受一部分地震力影響，之后才會波及所有的構(gòu)件，從抗震性能化設計來看，就是根據(jù)構(gòu)件的重要性，分為關(guān)鍵構(gòu)件，一般構(gòu)件和耗能構(gòu)件，所以從提升建筑抗震能力的角度分析，合理的加強一部分構(gòu)件的構(gòu)造措施是有利于提升工程建筑抗震能力的。這些構(gòu)件類似于結(jié)構(gòu)安全又加了一道抗震防線。具體落到實處，就要牽涉到抗震概念設計的問題，設計時不能只追求計算指標合格，結(jié)構(gòu)方案還要滿足地震作用下的傳力、受力特點，針對結(jié)構(gòu)薄弱的部位：樓板開洞不連續(xù)、剛度突變、扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、構(gòu)件間斷等等不利于抗震的部分采取有效的構(gòu)造加強措施，確保建筑工程抗震性能化設計目標的實現(xiàn)。

結(jié)語：

工程建筑的安全性是人們?nèi)粘Ｉ畹幕颈Ｕ?，因此提高工程結(jié)構(gòu)中的抗震設計具有重要的意義，因為它不但能夠提升工程整體質(zhì)量，而且可以有效的預防地震災害給人們的生活帶來的不良影響。本文主要對工程抗震設計的要點進行了詳細分析，并在此基礎上提出了幾個工程抗震設計實際方法，希望對我國建筑工程設計中抗震設計水平的提升有所幫助。