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摘要：对于建筑结构来讲，地震灾害作为一种不可控性的自然灾害，其所造成的损失和伤害非常大。所以，施工企业在建筑结构设计中一定要非常重视抗震设计的工作内容。具体来讲，结构设计的抗震设计规划严格性和有效性，对于建筑施工以及项目二者而言，都具有非常重要的作用，当建筑工程所在地发生地震自然灾害时，抗震设计能够有效的保障建筑结构的稳定以及对于地震的防御和抵抗。那么对于建筑结构设计中的抗震设计，设计师务必需要将相关的设计规则、原则、建筑工程施工要求以及其他相关内容列为考虑因素，将抗震设计更为细致化、具体化以及适用性，从而确定最为有效、适用以及具有针对性的抗震设计，才能保证建筑结构在处于地震灾害中能够稳定和安全，保证周边以及建筑内部人员的生命财产安全。
关键词：建筑结构设计；抗震设计；要点
1 导言
随着经济的不断发展，城市建设日益繁荣，越来越多的高楼大厦拔地而起，给人们带来便利和美的享受的同时，建筑行业更应该关注的是高层建筑的抗震性能。自然灾害的发生总是那么的残酷无情而且毫无征兆。要想更好的建设国家，就必须做到提前预防，提高其抗震性能和应对各种自然灾害的能力。只有这样才能让人们在面对强大的天灾面前有足够的反应时间，才能真正的享受城市所带来的便利。
2 地震自然灾害的破坏原理分析
2.1地震的灾害性
地震与其它自然灾害进行比较，地震自然灾害的破坏性较大，而且具备明显的瞬时特征。回想以往地震发生案例，眼前似乎可以划过那一片片废墟的画面，还有在废墟中因失去家园、亲人而哭泣的声音。地震应力会较大程度的破坏建筑结构体系，严重情况下就会导致房屋坍塌。若是在深夜人们熟睡中发生地震灾害，很有可能造成较大的人员伤亡。社会经济建设发展速度不断加快，在该背景影响下城市化建设脚步也在不断加快，城市建筑工程项目建设也呈现出了密集化的特点，但是并没有对建筑结构抗震设计进行优化和改良，如果发生较大等级地震，会造成不可想象的后果。分析以往地震案例数据，其中有大部分人员伤亡都是因为建筑结构抗倒塌能力较差所导致的。从中也可以看出强化建筑结构的抗震性能是非常必要的，可以降低地震自然灾害的破坏力。
2.2地震对建筑构造的破坏
地震地质灾害发生后，震源会发出较大的地震震波，处于地震震波范围内的建筑物会在震波影响下出现一定晃动，对建筑结构体系会造成不同程度的破坏，从而影响建筑结构体系应用的安全性、稳定性，严重情况下会导致建筑主体结构会开裂，致使建筑物倒塌。地震震波可以概括性的分为三种类型，分别为地震纵波、地震横波和地震混合波。这三种类型对建筑结构的破坏程度不同，地震横波会在水平方向传播，所以地震横波对建筑结构体系的破坏程度较大。地震横波与地震纵波相遇后就会导致混合波产生，这种地震震波对建筑结构体系的破坏程度是最大的。因为震波相遇后会产生一种合力，在加速度和建筑物自身重心力的影响下很有可能导致建筑物倒塌。
3 抗震设计的内容和要求
现在能够影响抗震性能的因素是非常多的，所以面对抗震设计工作，相关人员要选择最有利的地段并采取相应的措施展开抗震设计工作。其中形式对称、规则和刚度分布均匀的建筑结构是我们的首要选择。选择结构体系和结构材料也是一件非常重要的工作，首先必须满足抗震结构的具体要求，同时还要选择那些结构延性好、均匀性好以及强度和重力比值大的建筑设计。对于具体的抗震设计工作必须设置多道防线，这是因为地震作用保持的时间比较长，与此同时还有多次反复发作的可能性。专业人士对地震之后倒塌的建筑物做过分析发现在地震的反复作用下建筑物会遭受到较为严重的破坏，严重的还会出现建筑物的倒塌。这大多是由于建筑物结构被破坏，丧失承载荷载和重力的能力。所以，面对具体的抗震设计问题，要对建筑物的构件强弱关系做出一定的处理，促使其有效形成多道防线，如此一来，建筑物的抗震性能便会得到全面提升。
4 抗震性在建筑结构设计中的重要性
地震是我们常见的一种自然灾害，且地震带来的危害大、破坏性强、还具有不容易预测的特点，所以当地震一旦发生，其危害将十分巨大，如果我们的建筑没有抗震性，就可能使人们的生命财产安全遭受毁灭性破坏。所以说，建筑自身的抗震性具有十分重要的作用。我国在对建筑抗震规范的抗震要求提出一定要做到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的原则，根据这个要求和目标，我国建筑结构设计的抗震性取得了十分重大的成就，建筑的抗震技术也基本成熟，使人们群众在地震中收到伤害的可能性大大减低，但目前的建筑抗震性距离人们的要求还有一段距离，而且随着建筑的装饰越来越豪华，如何避免人员伤亡，并尽可能的保护建筑已经成为抗震技术应用层面的又一新方向。
5 建筑结构抗震设计现状
5.1场地选择不合理
对于建筑结构设计工作的有效落实而言，其最为关键的一点就是切实做好场地选择工作，只有相关场地选择较为合理，进而才能够为后续结构的抗震性打好基础。结合这种场地选择方面的有效落实，其在现阶段存在的问题相对而言还是比较严重的，很多建筑工程项目正是因为没有做好具体场地的恰当选择，最终不仅仅加大了抗震设计工作的落实难度，还容易导致相应抗震结果不佳，给建筑物带来较大威胁。这种场地的选择不仅仅是需要促使其能够尽可能避免地震高发地带，还需要从地质状况方面进行分析，比如当前很多建筑工程项目选择在一些含水量较高的软土地基中进行设计处理，最终也就必然容易带来一些明显的抗震性能威胁。
5.2结构抗震体系选择不合理
建筑结构抗震设计的有效落实还需要重点围绕着相应抗震结构体系进行恰当选择，这一方面的落实不理想，必然也就很容易导致其后续相应整体抗震性能存在问题。基于这种结构抗震体系的有效选择而言，其在当前存在的最大问题就是相关结构不具备较为理想的承载力效果，整体落实的强度以及力学稳定性不足，最终也就必然很容易带来一些较为明显的结构不稳定灾害，相关结构构件的力学荷载传递路径存在着明显的混乱性，如此也就必然很容易导致其整个结构的稳定性不足，由此带来的威胁同样也是比较突出的。这种结构抗震体系的选择不当具体表现也是多方面的，比如对于框架结构、支撑体系以及剪力墙结构等，任何方面存在问题都可能会威胁最终整体结构的抗震效果。
5.3平面设计存在问题
在建筑结构抗震设计过程中，为了较好提升其抗震性水平，不仅仅要针对建筑工程项目的立体结构进行重点关注，还需要切实围绕着平面结构设计的合理性进行分析，这种平面设计中存在的各个缺陷问题，对于最终结构稳定性的威胁同样也是比较大的。针对这种平面设计中的问题表现来看，其最大的问题就是设计中没有较好遵循对称性以及规则性的基本原则，导致其相应建筑工程项目结构设计的稳定性存在着较为明显的缺陷，容易出现一些倾斜，甚至是倒塌问题。在当前建筑结构设计中，很多建筑物为了追求高度的美观性和艺术性，往往就容易在这种平面布置中表现出较为明显的问题，整体结构的力学平衡性被打破，也影响到了建筑结构设计的抗震性能。
5.4工程师缺乏实际工程经验
我国是一个发展中国家，科技水平有限，很多方面还存在许多不足，有待提高和发展之中，在地质地震等等方面，研究的还不是非常透彻，尤其是在建筑方面的抗震性能力，在很多情况下，无法准确的预测出地震的来临，并且对地震形成的原因也不充分了解，在这种情况下，我国人民的生命和财产安全必定在危险之中，其间接造成我国抗震设计的发展滞后，没有一个统一规范的设计理念，在建筑设计方面，达不到预期的抗震目标。当前在我国，虽然有很多抗震方面的设计师和工程师，但是对于建筑的抗震问题始终缺乏实际的考量，仅根据数据固有参数进行施工，在设计方面十分欠缺。
6 建筑结构设计中抗震设计要点分析
在建筑结构抗震设计的过程中，需要设计人员综合考虑，如表1，该表为现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级，设计人员可以在抗震设计的过程中参考表1中的内容进行更加具有针对性的抗震设计。
表1 现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级
6.1做好建筑场地的选择
建筑场地的选择对抗震结构设计来说十分重要，且场地选择是抗震设计的首要工作，设计人员应当从以下几方面进行建筑场地的选择，以提高抗震设计效果：建筑结构设计人员应当尽可能选择一些较为平坦、开阔的地点作为建筑建筑场所，且要保证建筑地点的土地硬度及密度在合理的范围内，能够承受地上负载；避免在空山区、土质软、河岸等地进行建筑施工，由于上述地点土地的密度、坚硬度等不能够达到相关设计标准，进而不能够很好地抵抗地震带来的危害，因此，不能将上述地点考虑在建筑抗震结构设计中；不能将建筑地点选在易发生泥石流、滑坡等现象的地点，降低自然灾害对建筑整体的影响，进而降低地震对建筑的负面影响。
6.2系统抗震设计分析
6.2.1延性系数抗震设计分析
延性系数设计是将建筑工程由于地震因素造成位移列为考虑因素，和能力普法在考虑因素上具有相似之处。具体来讲，延性系数设计是在类比的过程中，始终将需求延性设计目标数据作为核心点，根据曲率的最大数值来进行深人研究，从而从中获取抗震相关的数据，以此来判断和分析建筑的抗震水平具体情况。而曲率的最大数值计算公式如下:
6.3平面布置设计
平面布置设计是建筑设计中的重要组成部分之一，能够对建筑物的功能和要求进行反映，主要包括内墙的布置、空间活动面积的大小、柱子的距离、电梯井的布置、楼道与楼梯的位置灯光等，通过这些要素在平面布置图中的明确，能够使得建筑物的功能更加多样化。与此同时，还应将平面布置设计与抗震设计联系起来，在满足功能要求的同时，提高抗震效果，就成为建筑设计师应考虑的问题。一个比较突出的问题是，建筑平面上的墙体(包括外围填充墙、内隔墙、有相应强度和刚度的非承重内隔墙)布置不对称;墙体与柱的分布不对称，不协调;造成建筑结构质量与刚度在平面上分布的不对称，不协调;使建筑物在地震时产生扭转地震作用，对抗震很不利。根据抗震设计审查结果统计，有的城市在建筑平面布置上不合理的达17%，在墙体设置上不符合抗震要求的达24%。
6.4多重抗震防线的设置
在目前的建筑中，面对地震灾害频发的情况，多重抗震功能是十分重要的。多重抗震防线的设置，通常是指在建筑结构设计的过程中，设计人员根据实际情况来对建筑进行多重抗震设计，特别是在建筑的组成构件上。在进行抗震设计时，设计人员应当选择延展性、刚度较好的构件作为抗震的“第一道防线”，同时设置第二道以及第三道防线，加强抗震性能，形成良好的抗震防线体系。在上述情况下，当第一道防线被地震破坏后，还会有第二道、第三道防线发挥实际作用，为人们的生命安全、财产安全提供保证。此外，多重抗震防线的设置对设计人员的综合能力要求非常高，因此，设计人员需要提高自身对抗震设计的重视程度，并在此基础上严格要求自己，学习更多专业领域的知识，以便在抗震设计中发挥更多效用。
7 案例分析
某综合性办公大楼，建筑总面积约4.2万m2，建筑主体为40m×32m的矩形平面，结构形式为混凝土框架－剪力墙体系。主楼层数为20层，其中地下3层为停车库，地上17层为办公区，裙房为4层。建筑物抗震设防烈度为Ⅶ度（0.10g），设防类别为丙类建筑，地震分组为第二组，场地类别为Ⅱ类，特征周期为0.40s。
8 结论
总而言之，建筑是我国经济建设中重要组成部分之一，也是人民群众生活中不可缺失部分，保障民众住宅安全是国家兴旺的基础。因此相关部门应该提高建筑抗震设计水平，减少自然灾害给民众带来损失。在建筑结构工程设计中相关设计人员要结合建筑特点选择科学合理设计方案，不可一味抄袭设计，不顾实际情况，否则将会不适用于实际情况，反而降低建筑抗震效果。再强化建筑中薄弱点，提高其变形能力，在外力作用下具有强大伸缩性，能够大大缓解外力所具有的冲击力，减少对建筑结构损害。抗震设计中最重要一点就是要注意建筑结构受力均衡，在设计过程中采用对称设计可以大大避免受力不均现象出现，保证建筑质量。无论是在建筑外形上还是平面设计上都要确保建筑结构受力一致，设计师有责任将所有建筑结构统一起来，起到强化建筑结构承载力、稳定性等作用，为抗震设计优化奠定坚实基础。
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论文作者:许文博
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第27期
论文发表时间:2018/2/28
标签：建筑论文; 建筑结构论文; 结构设计论文; 结构论文; 建筑物论文; 自然灾害论文; 抗震性论文; 《建筑学研究前沿》2017年第27期论文;