摘要：众所周知，地震灾害会严重威胁到国家和人民的生命财产安全，如果人们处于建筑之中，而建筑的抗震性能较差，那么在遭遇地震时建筑就极易发生损坏和倒塌，人们的生命安全也将无法得到保障，因此做好建筑抗震结构的设计是十分必要的。本文将对混凝土结构建筑抗震结构设计的必要性和存在的问题加以分析，并阐述具体的设计思路，以期全面提高建筑抗震结构设计质量，从而为人们提供更加安全、舒适的居住环境。
关键词：混凝土结构；建筑；抗震结构；设计
地震灾害具有突发性和高危性的特征，破坏范围十分广泛，给人们的身心带来了巨大的痛苦，同时灾后救援工作也往往难以顺利的开展，所以采取科学的防控措施，减少地震灾害损失，具有至关重要的意义。建筑是人们生产和活动的主要场所，人们每天要花费大量的时间在建筑中，在高层建筑快速发展的今天，建筑抗震结构的设计也变得尤为重要。为了保持建筑整体的稳定性和安全性，必须制定合理的抗震设计方案，大限度的避免建筑结构的损坏和倒塌，为人们争取更多的逃生时间。
一、建筑抗震结构设计的必要性
随着城市的快速发展以及城市人口数量的持续增长，土地资源与人口之间的矛盾愈发凸显，为了容纳更多的人口，提高土地资源的利用率，高层建筑在我国获得了广阔的发展空间，大大缓解了土地资源的紧张形势，提高了人们的生活水平。然而高层建筑的高度更高，结构更为复杂，这就决定了其稳定性和抗震性普遍较差，在遭遇地震时会迅速倒塌，甚至会影响到周围建筑和设施的安全。建筑抗震结构的设计指的是通过对建筑强度和承载力的计算，同时采用先进的施工技术手段，保持建筑结构受力的均衡，即使在面临地震时建筑也不会轻易垮塌，这大大减少了建筑的维修成本，人们的生命财产安全也得到了可靠的保障。
二、建筑抗震设计中存在的问题
虽然一直以来建筑抗震设计都是建筑设计的重点内容，但是从建筑的抗震性能来看，建筑的抗震设计效果不是十分理想，多数建筑的抗震设计都无法达到预期要求，给建筑用户埋下了重大的安全隐患。具体而言，发生这类现象的原因可归结为以下几点：
第一，地质勘察不到位。设计人员在建筑工程的设计阶段往往没有做好实地勘察工作，仅仅凭借以往的设计经验进行抗震设计，对于建筑周围的环境了解不足，导致建筑抗震设计缺乏合理性。第二，建筑材料的使用不当。要想保证建筑具有良好的抗震性能，必须要选择质量和性能较为优异建筑材料，可是很多施工单位为了节约成本，忽视了材料之于建筑质量而言的重要性，使用的材料质量低劣，不能满足建筑的抗震需求。第三，缺乏合理的平面布局。在抗震设计中，要求建筑的平面和立面布局应该规整、对称，确保质量分布和刚度变化的均匀，这样才能保证建筑整体的抗震性能。但是，当前许多建筑在平面设计中存在着严重的不对称现象，影响了建筑的整体刚度及抗震性能。第四，缺乏规范的防震缝设计。许多建筑在设计过程中，并没有重视防震缝的设计，严重影响了建筑整体的稳定和安全。
三、混凝土结构建筑抗震结构设计的思路
在混凝土结构建筑抗震结构设计中，需要满足两个方面的需求，一是刚度需求，设计人员必须明确建筑施工现场的地形地貌、建材特性等，对建筑整体结构的刚度进行合理设计，同时以建筑结构的连接设置为辅助，对其进行一定的调整，提升建筑的抗震性能；二是受力需求，根据地震灾害数据显示，如果混凝土建筑刚度比较柔软，则其在地震作用下，主体结构会出现严重损坏，甚至可能导致崩塌。因此，应该充分考虑建筑结构中连接点和构建的受力需求，采取合理有效的措施，进行相应的减震消灾。在现有技术条件下，混凝土结构建筑的抗震结构包括抗震层、防震缝和抗震支座等，这里分别对其设计进行简要分析。
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1、抗震层
抗震层一般位于建筑基础的顶部，是最为基本的抗震构造形式，能够最大限度地对地震能量进行隔离，从而保证建筑的使用安全。在实际设计中，为了保证安装和维护的便利性，需要在抗震层顶部梁底与基础面之间留出0.8m以上的空间。从建筑功能方面分析，为了对抗震层顶部的楼板进行有效利用，可以以地下室或者半地下室的形式，将抗震层设置在地下室柱顶或者墙顶。同时，为了对构件的受力情况进行改善，当水平剪力较大时，可以在柱体中设置相应的减震器，将抗震层的剪力和弯矩分别传递到柱或者墙的上下端。
2、防震缝
防震缝是指为了防止地震对于建筑的破坏，在适当位置设置的缝隙，可以将建筑分为若干形体简单、结构刚度均匀的独立部分。通过设置防震缝，可以对复杂的建筑结构进行分割，形成相对规则的结构单元，从而减少建筑的扭转、改善结构抗震性能。在对防震缝进行设计时，设计人员应该结合实际情况，保证其宽度的合理性，如果完全按照规范要求，则在强烈地震作用下，仍然可能会发生碰撞；如果防震缝宽度过大，则会影响建筑立面设计。对于体形相对规则的混凝土结构建筑，可以不设置防震缝，而如果建筑的结构非常不规则，而且建筑场地并没有限制，则应该设置防震缝，同时防震缝的宽度应该能够满足抗震支座在遭遇强烈地震时的位移要求，并考虑建筑与周围构造物之间可能出现的相对运动。
3、抗震支座
抗震支座多用于地震影响比较大的部分或者伸缩梁较大，需要通过滑动释放内应力的部分。通常来讲，要想保证对地震作用的有效隔离，抗震支座必须具备几个方面的性能，一是应该能够承担上部建筑的荷载，同时变形较小，具备良好的竖向刚度和竖向承载力；二是在水平方向上必须具备较小的水平刚度，以延长结构的自振周期，减少上部结构的加速度反应及下部结构的层间剪力；三是必须有适当的阻尼，以限制结构位移；四是抗震支架的使用寿命不能少于建筑结构的使用年限。对于建筑设计人员而言，不仅需要熟悉抗震支座的各项性能，而且还应该熟练掌握其实验方法，以保证抗震支座的耐久性和相关力学性能。
在对抗震支座进行设计和选择时，通常需要注意以下几个方面的内容：①地震波设计：指通过人工地震波的方式，对抗震支座的性能进行检验。假定地震震级为8级，震中距50km，则在弹性分析时，输入速度为25cm/s，在弹塑性分析时，输入速度为50cm/s。②抗震装置计算：在输入地震波对抗震装置的相关参数进行计算时，去大震时固有周期目标值为3s，等效粘性阻尼比的目标值为10%。③上部结构截面计算：采用基于长期应力和一次设计用剪力的地震应力，对上部结构的构件进步性容许应力设计。以一次设计用建立超过输入25cm/s的地震反应建立；当输入波为50cm/s时，以上部结构基本上不屈服为目标进行设计。④设计准则：对应地震动为25cm/s和50cm/s的地震反应分析，对于抗震支座最大位移量的确定方法为：取叠合橡胶垫的容许水平位移37.5mm的1/1．5为输入波水平达50cm/s时的最大位移，再取此值的1/1.5为输入水平达25cm/s时的最大值。
结语：近年来，建筑行业快速发展，人们对于高层建筑的要求也越来越高，混凝土结构建筑抗震结构设计是高层建筑施工建设的一项重要研究内容，通过综合分析高层混凝土建筑建设位置的地质环境，优化抗震结构设计，选择可靠的材料，可以大幅度提高混凝土结构建筑的抗震能力，保证建筑整体的稳定和安全。
参考文献：
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[3]满国君，付艺璇.关于高层混凝土建筑抗震结构设计探析[J].河南科技，2013，12
论文作者:王珂,高飞
论文发表刊物:《基层建设》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/2
标签：建筑论文; 支座论文; 结构论文; 刚度论文; 结构设计论文; 性能论文; 混凝土结构论文; 《基层建设》2017年第27期论文;