淺談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

李君業(yè)

遼寧中誠建筑設(shè)計(jì)有限公司 遼寧沈陽 110000

介于地震災(zāi)害的巨大威脅，在現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)條件下，十分重視設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的抗震性，同時(shí)國家也提出了建筑抗震性等級(jí)要求[1]。而因?yàn)楝F(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要兼顧很多功能性要求，同時(shí)規(guī)模普遍增大，所以抗震性設(shè)計(jì)要求更高，因此，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗震設(shè)計(jì)的應(yīng)用進(jìn)行研究，具有重大有意義[2]。

1 建筑工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的意義

建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，抗震設(shè)計(jì)占據(jù)著重要地位，其可完善建筑工程結(jié)構(gòu)的抗震性能。設(shè)計(jì)者會(huì)采取多種科學(xué)有效的方式增大土木結(jié)構(gòu)承受外力作用的能力，從而加強(qiáng)建筑工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性及安全性。另外，抗震設(shè)計(jì)可顯著增大土木結(jié)構(gòu)的抗震能力，若土木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的抗震能力較低，則在地震工況下會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形或建筑物倒塌問題。所以結(jié)構(gòu)抗震設(shè)的設(shè)計(jì)目標(biāo)就是使建筑物經(jīng)抗震設(shè)防后，減輕建筑的地震破壞，避免人員傷亡，減少經(jīng)濟(jì)損失。確保建筑結(jié)構(gòu)“大震不倒，中震可修，小震不壞”的設(shè)計(jì)原則。

2 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

認(rèn)識(shí)到抗震設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要意義，設(shè)計(jì)人員在開展具體工作前應(yīng)注意一些事項(xiàng)，一方面，嚴(yán)格控制建筑設(shè)計(jì)限值，按照相關(guān)的規(guī)章制度設(shè)計(jì)人員應(yīng)明確建筑物的層數(shù)和總體樓高，并加以嚴(yán)格控制。此時(shí)，假設(shè)建筑物的設(shè)防烈度為8度，其建筑層數(shù)應(yīng)小于6層。而針對(duì)于黏土多磚型的建筑而言其總體高度應(yīng)小于18米，如建筑結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土，其整體高度應(yīng)小于45米。

另一方面，結(jié)構(gòu)連接點(diǎn)及屋頂設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)，設(shè)計(jì)人員在工作中，應(yīng)保證房屋主體結(jié)構(gòu)連接符合抗震基本要求，其設(shè)計(jì)過程中，建筑構(gòu)件形式和種類日趨增多，具體包括玻璃幕墻、花崗巖以及大理石板材等，這些結(jié)構(gòu)雖然在一定程度上，增加了建筑物本身的強(qiáng)度，但是，為保證房屋抗震性能的穩(wěn)步提升，設(shè)計(jì)人員還應(yīng)注重非結(jié)構(gòu)固件對(duì)建筑物的影響，例如壁櫥、玻璃隔斷以及內(nèi)隔斷，相關(guān)人員通過增加各部分的穩(wěn)定性，提高了建筑房屋整體施工水平。

3 抗震設(shè)計(jì)應(yīng)用策略

3.1 建筑主體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

建筑基礎(chǔ)工程直接關(guān)系到建筑質(zhì)量，主要由于地基需承受上部建筑壓力，由此看出建筑基礎(chǔ)對(duì)于建設(shè)質(zhì)量的重要性。若地基基礎(chǔ)承載能力較低，即使上部結(jié)構(gòu)較為牢固，也會(huì)大大降低整體結(jié)構(gòu)的安全性。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，首先需對(duì)建筑物地質(zhì)情況進(jìn)行勘察，通過科學(xué)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，最大程度滿足沉降及承載力要求，提高整體結(jié)構(gòu)的安全性能。

3.2 借助剛度設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)建筑的抗震性能

在抗震設(shè)計(jì)中，剛度設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的部分。建筑設(shè)計(jì)中，抗震設(shè)計(jì)需要注意，建筑主體主軸會(huì)受到各個(gè)方面的沖擊力以及破壞力，這個(gè)時(shí)候建筑剛性方面的設(shè)計(jì)，就要充分滿足抗震能力方面的需求，特別是在抗扭轉(zhuǎn)剛度方面，要進(jìn)行嚴(yán)格的考量，防止在建筑受到地震的沖擊之后，建筑結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變化，建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性受到影響。剛度設(shè)計(jì)是抗震設(shè)計(jì)中至關(guān)重要的部分，需要對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的各個(gè)方面進(jìn)行考慮，要保證各個(gè)構(gòu)件的剛度都是能達(dá)到相關(guān)的要求，從而根據(jù)整體性原則，使整體的建筑剛度才會(huì)充分滿足技術(shù)要求，讓建筑具備良好抗震能力[3]。

3.3 設(shè)置建筑抗震防線

之所以加強(qiáng)對(duì)建筑的抗震防線設(shè)計(jì)，是為了保障在實(shí)際地震發(fā)生過程中，建筑的主體結(jié)構(gòu)受到的影響最小，同時(shí)也是為了防止在地震發(fā)生之后的余震對(duì)建筑的二次破壞。針對(duì)不同的抗震設(shè)防烈度，地震效應(yīng)增大系數(shù)會(huì)形成不同的數(shù)值，因此在實(shí)際應(yīng)用抗震設(shè)計(jì)理念的過程中，必須要引起注意。對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的承載能力進(jìn)行計(jì)算，對(duì)部分薄弱的環(huán)節(jié)加強(qiáng)建設(shè)，將薄弱部位的承重力轉(zhuǎn)移到高強(qiáng)度環(huán)節(jié)上，從而實(shí)現(xiàn)壓力的分布。建筑抗震防線的設(shè)置應(yīng)保證低震級(jí)時(shí)不壞，中震級(jí)時(shí)能夠修理，大震級(jí)時(shí)不會(huì)導(dǎo)致建筑物倒塌。防線設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)，沿著建筑物的豎直方向設(shè)立防線，防線的設(shè)置數(shù)量應(yīng)保持均勻的原則，最好能夠?qū)ΨQ設(shè)計(jì)?？拐鸱谰€應(yīng)設(shè)置多道，將防線與建筑物的其他結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)連接，能夠形成合力，有利于在地震來臨時(shí)提高建筑物的抗震性能，減少建筑物倒塌造成的損害。

3.4 框架結(jié)構(gòu)

框架結(jié)構(gòu)是一種大面積的抗震結(jié)構(gòu)，其本身不但具有良好的抗震性能表現(xiàn)，同時(shí)還可以與上述剪力墻結(jié)構(gòu)組合，形成框剪結(jié)構(gòu)。具體來說，框架結(jié)構(gòu)主要由若干梁、柱組成，根據(jù)建筑受力特點(diǎn)來進(jìn)行布置，由此形成水平力，同時(shí)不同梁、柱與地基之間的結(jié)合，會(huì)產(chǎn)生相互作用，由此保障每個(gè)梁、柱的穩(wěn)定性，在地震外力影響下，所有外力會(huì)被分?jǐn)傊撩總€(gè)梁柱，因此具有良好的抗震性，不會(huì)出現(xiàn)局部塌陷而引起的整體塌陷問題。在適用范圍上，框架結(jié)構(gòu)與剪力墻結(jié)構(gòu)一樣，都適用于高層或超建筑工程當(dāng)中，但不同的地方在于，框架結(jié)構(gòu)可以貫穿整體，為整個(gè)建筑提供抗震力。

3.5 運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)設(shè)計(jì)建筑力學(xué)模型

借助計(jì)算機(jī)技術(shù)，在抗震設(shè)計(jì)中，可以對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的具體抗震數(shù)據(jù)展開精確計(jì)算，從而讓建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力保持良好的水平，可以讓設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與建筑實(shí)際的需求是符合的，計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行充分分析，建筑結(jié)構(gòu)在荷載的作用下出現(xiàn)的變化，然后繪制出設(shè)計(jì)圖紙?？梢詷?gòu)建出更加符合實(shí)際需求的建筑模型，分析出建筑的抗震能力是否符合實(shí)際的要求?，F(xiàn)階段在抗震設(shè)計(jì)中，借助信息技術(shù)，在數(shù)據(jù)分析以及建模方面都是更加方便的。因此設(shè)計(jì)人員可以充分使用先進(jìn)的技術(shù)，比如BIM技術(shù)，就是一種在建筑內(nèi)非常受歡迎的技術(shù)手段，在建筑設(shè)計(jì)的階段對(duì)BIM技術(shù)展開應(yīng)用，各部門充分參與到建筑設(shè)計(jì)中，讓抗震設(shè)計(jì)更加萬無一失。在建模方面BIM有可視化的特點(diǎn)，可以滿足相關(guān)的要求。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，抗震設(shè)計(jì)越來越成熟，在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用，不僅提高建筑物整體的建設(shè)水平，而且也保證了人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全，相關(guān)人員在具體的操作環(huán)節(jié)，應(yīng)注重抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用、增加房屋結(jié)構(gòu)的抗震性能以及提高建筑剛度的策略與方法，可有效提高房屋設(shè)計(jì)的合理性，提升建筑施工水平。