建筑工程結(jié)構(gòu)設計中的抗震設計要點

陳亞偉

【摘要】抗震設計是建筑工程結(jié)構(gòu)設計中的關鍵環(huán)節(jié)，抗震設計是為了有效防止建筑物受地震災害的影響，提高建筑物的抗震能力。建筑工程結(jié)構(gòu)設計中的抗震設計需要嚴格遵循施工規(guī)范，根據(jù)建筑物所在區(qū)域的地質(zhì)情況，結(jié)合建筑物內(nèi)部的結(jié)構(gòu)設計，進行科學合理的抗震設計工作，從而有效提升建筑物的抗震能力，提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與耐用性，更好地提升建筑工程建設的質(zhì)量，為居住者提供更加舒適和安全的居住環(huán)境。本文通過探討建筑工程結(jié)構(gòu)設計中的抗震設計要點，為相關工作的開展提供參考。

【關鍵詞】建筑工程;結(jié)構(gòu)設計;抗震;設計要點

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.25.058

隨著我國建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，人們對于居住環(huán)境的安全舒適性的要求越來越高，防災抗災能力已經(jīng)成為了現(xiàn)代建筑工程建設中十分關鍵的要求。建筑工程結(jié)構(gòu)設計中的抗震設計體現(xiàn)了建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，在開展抗震設計時需要對建筑物所在地進行全面細致的勘察測量，結(jié)合建筑工程設計方案制定科學合理的抗震設計規(guī)劃，從而有效提升建筑結(jié)構(gòu)的安全性及穩(wěn)定性，提高建筑工程建設的整體水平。

1、建筑工程結(jié)構(gòu)中抗震設計的原則

1.1結(jié)構(gòu)體型簡單原則

結(jié)構(gòu)體型簡單原則要求建筑結(jié)構(gòu)的抗震設計應當盡量簡單明了，便于及時發(fā)現(xiàn)建筑工程結(jié)構(gòu)設計中存在的不合理之處。通過簡單明了的抗震設計，只需要簡單的力學計算就可以掌握建筑結(jié)構(gòu)的受力情況，以此對建筑結(jié)構(gòu)設計的穩(wěn)定性進行進一步的優(yōu)化和調(diào)整;同時，在保障建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力的基礎上減少復雜的結(jié)構(gòu)設計，也可以盡可能減少地震災害對建筑結(jié)構(gòu)造成的影響，提高建筑結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)固性。

1.2科學合理原則

建筑工程結(jié)構(gòu)中的抗震設計需要本著科學合理的原則，根據(jù)建筑物內(nèi)部的整體結(jié)構(gòu)進行設計，以保障整體結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)性與適配性，減少抗震結(jié)構(gòu)設計不合理對建筑結(jié)構(gòu)整體造成的影響;以全局的觀念開展抗震設計，盡可能保障建筑結(jié)構(gòu)中每一個構(gòu)建的安全穩(wěn)定，才能夠提升建筑結(jié)構(gòu)整體的抗震能力。尤其是樓蓋、柱體、梁體等結(jié)構(gòu)更需要加強剛度與荷載力，從而保障建筑結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定。

2、建筑工程結(jié)構(gòu)設計中的抗震設計要點

2.1加強對建筑抗震場地的選擇

合理地選擇建筑抗震場地是建筑工程結(jié)構(gòu)抗震設計中的前提和基礎，如果建筑物所在地本身的地表活動比較頻發(fā)，地質(zhì)條件不佳，那么在其之上的建筑物也會容易受到地殼活動影響，造成抗震性能的減弱。一旦在該區(qū)域發(fā)生地震災害，也會影響建筑工程抗震結(jié)構(gòu)性能的充分發(fā)揮，造成十分嚴重的后果。因此，建筑工程結(jié)構(gòu)中的抗震設計必須首先做好抗震場地的合理選擇。具體而言，建筑設計與施工建設應當盡可能選擇開闊、平坦、地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定的區(qū)域進行建筑物的建設，在實地勘察階段，還需要借助科學的檢測技術對該區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和土壤硬度及密度進行檢測，以確定其是否能夠滿足建筑物的荷載要求，只有通過科學的檢測和數(shù)據(jù)計算才能夠確保該區(qū)域建筑物興建后的穩(wěn)定性與安全性;此外，抗震場地的選擇還應當盡量遠離河岸邊緣、采空區(qū)、地震斷裂地帶和軟土土質(zhì)的區(qū)域，因為這些地區(qū)的土壤土質(zhì)比較稀松，土壤的硬度和凝結(jié)度難以滿足抗震要求，在建筑施工過程中容易出現(xiàn)荷載力不足的問題，影響建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[1]。如果要在這些區(qū)域進行建筑施工，則必須要做好地基加固處理，以有效提升土壤結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和承載力。

2.2盡可能減輕建筑結(jié)構(gòu)的自重

建筑物整體的高度和重量與地震災害有可能造成的危害程度息息相關，原則上講高度越高、重量越大的建筑物在遭遇地震等自然災害時所受到的損壞也就相對更大。因此，如何通過有效的方法盡可能減輕建筑結(jié)構(gòu)的自重，并保持建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，也是建筑工程結(jié)構(gòu)中抗震設計的重點。尤其是對高層建筑而言，隨著高層建筑數(shù)量的不斷增加，對高層建筑抗震能力的要求也就越來越高，一旦發(fā)生地震災害，其造成的傾覆力矩會由于建筑物本身的高度和重量也被極具放大，從而會對高層建筑造成極為嚴重的影響。針對這一情況，就需要通過減輕自重、提高短柱的延展性、提升建筑結(jié)構(gòu)整體的承載能力來有效保障建筑物的抗震性能。

2.3合理選擇建筑結(jié)構(gòu)

結(jié)合過往地震后建筑物受損的歷史數(shù)據(jù)可以看出，以鋼結(jié)構(gòu)為主體結(jié)構(gòu)的建筑物的抗震性能最佳，但是鋼結(jié)構(gòu)的成本較高且后期維護和管理也會產(chǎn)生較大的費用，因此難以得到十分廣泛的應用。為了解決這一問題，目前我國很多建筑工程結(jié)構(gòu)中的抗震設計都采用了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)本身的經(jīng)濟成本較低，且整體穩(wěn)定性和承載力較強。雖然如此，但鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在持續(xù)性的地震中卻有著十分重大的短板，由于地震作用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)容易出現(xiàn)斷裂的問題，造成剛度下降，影響建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。隨著我國科學技術的不斷發(fā)展，也有大量新型建筑結(jié)構(gòu)被研發(fā)和應用，在開展建筑工程建設時，需要結(jié)合施工地區(qū)的地質(zhì)條件、施工環(huán)境、土壤條件、造價預算等選擇最為適合的建筑結(jié)構(gòu)，從而滿足其抗震要求。

2.4設計多重抗震防線

多重抗震防線的設計通過多種防震措施，有效增加了建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。在多重抗震防線的設計中，應當選擇性能優(yōu)越、質(zhì)量過關的材料進行防震防線的設置;此外，在適合的位置設置抗震防線，也可以有效減少地震災害帶來的沖擊。

2.5應用懸掛隔震設計

懸掛隔震設計通過使用懸掛結(jié)構(gòu)，將建筑結(jié)構(gòu)懸掛起來以有效提升其抗震性能，減少地震災害對建筑結(jié)構(gòu)造成的沖擊。在應用懸掛隔震設計后，地震帶來的巨大沖擊能量不會直接傳遞給建筑結(jié)構(gòu)，這也就最大限度的保障了建筑結(jié)構(gòu)的完整性和穩(wěn)定性。目前我國建筑結(jié)構(gòu)中懸掛隔震設計最常用的就是大型鋼結(jié)構(gòu)，大型鋼結(jié)構(gòu)分為主框架和子框架兩部分[2]，通過結(jié)構(gòu)懸掛的方式，可用鎖鏈或吊桿將子框架懸掛在主框架之上，在地震發(fā)生時，主框架會產(chǎn)生晃動，但主框架上的鎖鏈和吊桿不會受地震波的能量沖擊，也就保護了子結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，提升了建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力。

結(jié)論：

建筑工程結(jié)構(gòu)中的抗震設計關乎建筑結(jié)構(gòu)整體的安全穩(wěn)定性，同時也直接關系著居住者的人身安全。因此，建筑企業(yè)必須充分重視抗震設計的重要性，采取科學合理的設計原則，提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，為居住者帶來更加安全穩(wěn)定的居住環(huán)境。

參考文獻：

[1]李斌華.芻議建筑結(jié)構(gòu)設計中的抗震設計分析[J].山西建筑，2019，45（09）：34-35.

[2]馮振.研究建筑結(jié)構(gòu)設計中抗震結(jié)構(gòu)設計問題及其解決策略[J].建筑建材裝飾，2018（22）：215-216.