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摘要：地震灾害是我国近年来发生的一种自然灾害，它具有极强的破坏性，严重威胁着人民的生命财产安全。建筑物的抗震性能引起了社会各界的广泛关注。目前有效抗震设计需要进一步探索，以最大限度地提高建筑抵抗力，也可以最大限度地减少地震灾害造成的破坏。
关键词：建筑结构；抗震设计；应用
前言
在我国的历史上，发生过很多次大型地震，地震会造成房屋结构的破坏，危害人身安全，所以在建筑结构中重点考虑抗震设计是非常有必要的。当前我国建筑结构的抗震理念是三道防线，即小震不坏、中震可修，大震不倒，对结构中承担地震荷载的构件进行重点设防，有效提高结构的抗震能力，加强其安全性与稳定性，有效地保障人身安全与财产安全。设计人员在工作中针对不同结构形式的建筑应当制定不同的设计方案，使得抗震设计方案有实用性，能够在地震作用下保证居民的安全。
1建筑结构设计中的抗震设计
何为抗震设计呢，抗震设计就是根据以往的地震作用，收集房屋破坏的数据进行经验分析，然后再结合当前现行的设计规范，结合先进的理念与标准，对在建的房屋进行抗震计算，并增加抗震构造措施，以保证建筑物在地震来临时的安全性与稳定性，设计人员在设计的时应当根据建设单位的具体要求，在规范要求下进行设计，保证建筑结构在使用过程中能够抵御地震带来的强烈作用，保证建筑结构的安全与稳定。在设计中，首先设计人员应当考虑地震中地面运动对地基基础带来的强烈影响，计算不同等级的地震给予建筑结构的作用力，并且根据地震力制定相应的设计参数，如果规范中没有相应的参数，则应当通过实验对参数进行确定。以此来对结构的构件进行外形设计、配筋设计、连接设计等等，保证在地震灾害下建筑物还有一定的正常使用功能，或者保证建筑内部空间结构的安全。为了做好建筑物的抗震设计，科学合理地进行计算与研究，吸取之前地震中积累的经验进行试验与设计是必要的，科学的设计方法可以直接影响到建筑的抗震能力，还能够在节约设计材料的同时提高建筑物的抗震能力。保证建筑抗震能力的关键环节还来自建筑结构的施工环节，所以为了保证建筑物的抗震能力，选择有资质和素质的施工队伍很重要，还要做好施工人员的岗前培训工作。施工人员责任心的提高对于提高建筑的施工质量是非常重要的，因为很小的问题施工不当都有可能造成很严重的问题。设计人员有义务和责任考虑到施工中可能出现的问题，所以也应当尽可能在保证建筑质量的情况下降低现场的施工难度。抗震设计时需要对建筑结构水平荷载进行充分考虑，控制结构内力避免发生形变，抗震单元布局规范，保持良好的整体性。独立的抗震单元避免凹角或较长颈缩位置集中承受应力，电梯间及楼梯避免安放在凹角或端部，沿建筑高度均匀连续分布刚度，在发生地震时，住宅不会因为刚性和弹塑性而发生较大形变，增强建筑整体稳定性。建筑的刚性应当适宜，一般大地震后都有余震，过大的刚性可能导致建筑无法承受余震的破坏，刚性过小在余震作用下的损害会难以修复。设计时对建筑结构的承载力、刚性、延伸性、整体性进行多方衡量，尽可能设置多重抗震防护结构，以确保建筑良好的抗震性能。
2建筑抗震设计中需要注意的重点问题
2.1建筑选址问题
我国方圆辽阔，但是人口数量大，人均占地面积有限，适宜建造建筑的位置并不多，开发商在建筑选址时往往对地理位置的考虑并不周全。建筑应选在地质稳固、周边开阔的区域，地基坚实，位置平坦，尽量减小地震时建筑的沉降量。避免选址在河流、山坡附近，这种地质较软，抗震能力差，同时还要考虑泥石流等其他可能发生的自然灾害。建筑场地土质坚硬，覆盖层薄，在发生地震灾害时，对建筑损害较小，在选址时要充分考察土质情况和覆盖厚度，尽可能避免在板块衔接区域或地震活跃地带建造工程项目。
2.2建筑高度问题
随着城市化的快速发展，高层建筑越来越多，钢筋混凝土的使用也随之增多，就目前对建筑高度和施工技术的规范来看可以满足建筑的抗震需求。实际工程建设中，开发商为了提高企业的经济利益高度会超过设计标准相关约定，建筑相关参数都会超过标准，对地震的抵抗能力大幅度下降，一旦发生地震灾害，建筑极易发生形变，地震级别高时建筑甚至会瞬间坍塌，即便地震过后建筑没有明显损坏，建筑本身的抗震能力也大大降低，不足以抵御再次出现的地震灾害。严格按照建筑规范的安全质变，材料性能，延性要求，荷载能力等完成建筑设计，根据施工标准完成建设，确保建筑的抗震能力。
2.3体型设计问题
在建筑结构设计中，要想强化其抗震效果，就需要对建筑体型进行合理规划，确保平面和空间形状的合理性。同时在对地震作用研究中发现，不规则体型的建筑在地震中所受的影响和波及要较规则体型建筑严重的多。例如，在汶川地震中，结构简单的建筑相应的损坏效率较低，而复杂结构的建筑破损则较为严重。对于不规则的建筑来说，由于其空间结构上存在一定的复杂性，受地震波的影响会使得建筑结构出现不同级别的晃动，当晃动频率较大时，就会导致内部结构部件出现松动、错位等问题，影响建筑结构的承载能力和刚度，造成建筑的倒塌。而在较为规则的建筑中，地震波同样会对建筑带来不同程度的晃动，不过由于结构的稳定性和规整性，使得晃动频率对整体结构造成的影响相对较低，不会发生严重的变形。所以在建筑体型设计中，一方面要简化平面和空间形状，增强其规则性。最常用的体型结构有圆形、扇形、矩形；另一方面需减少凹凸造型的出现，尽可能保证结构两端的对称性，从而提高结构的强度和刚度，保证重力分布的均匀性。
2.4平面布置设计问题
在建筑结构设计中，平面布置的合理性对于提高建筑结构质量有着重要作用。首先，平面布置设计的合理性能够加强建筑结构功能划分的准确性和有效性，确保建筑的实用性；其次，平面布置设计是进行建筑结构中梁、板、柱等合理布置的基础内容，其对于提高建筑的承载能力及强度有着直接影响。所以在平面布置设计时，要结合建筑结构的功能要求，合理规划内部空间效果，确保空间内各结构之间连接的坚固性，这样在地震发生时，才能更好的降低地震波对空间结构带来的影响，保证结构的稳定性，减少损失和危险的生成。
例如，在建筑物电梯井的布置时，很多设计人员会忽略电梯井对于建筑结构刚度的影响，一味的追求结构空间上的优化和美化效果，将电梯井设置在建筑的角落位置中，这使得地震发生时，电梯井因为较强的抗侧力刚度使得整体建筑受到较大破损，造成了严重的经济损失。在建筑墙体设计时，也由于对墙体自身刚度和承载能力考虑的不充分，出现墙体受力不均匀的情况，在地震发生时，受到扭转作用的影响，导致建筑墙体结构出现变形、扭曲等问题，大大降低了建筑的稳固性。还有一些建筑结构在力的传导过程中，对于内隔墙的对齐并不重视，为了追求每一层的空间和功能，并没有把抗震放在首位，导致在发生地震时，整个建筑结构中力无法进行合理的传递，一些重要部位受力过大导致整个建筑结构受到破坏。基于此，在建筑平面设计管理中，要将建筑结构作为核心考虑因素，提高建筑结构平面设计质量，在保证结构质量的同时，增强结构刚度分布的均匀性，减少地震发生时，由于扭转力的影响对建筑带来严重的损毁。同时在平面设计过程中，还需将使用功能要求与抗震要求有效集合起来，充分发挥建筑设计在建筑抗震中的作用。
3实例分析
以某拟建高层建筑为例进行分析，设计地上20层（地上1层高4.5m，地上2~20层的高度均为3.3m），上部结构采用框架结构，现浇楼板与框架梁、柱。建筑抗震设防烈度为8度，风荷载取0.45kN/m2，墙体类型采用轻质墙。根据建筑实际情况，做一下初步设计：（1）框架柱尺寸地上1、2层为（800×800）mm，地上3~20层为（700×700）mm；（2）框架梁尺寸横、纵两向分别为（300×700）mm和（300×450）mm；（3）各层楼板厚度取100mm。建筑结构自重荷载的代表数值与反弯点高度设计计算如表1所示。
表1建筑结构自重荷载的代表数值与反弯点高度设计计算
将建筑结构根据不同振型的目标位置曲线转换为等效体系，然后采用以上公式对地震剪力进行计算，得出每个楼层的剪力，如表2所示。
表2建筑各楼层所受地震力
结束语
想要做好抗震设计，需要从场地开始，考虑建筑的结构，体型，加强与薄弱点的留置等等，并考虑做好二次结构，只有将这些工作全部做好，才能够真正提高建筑物的抗震能力，保证城镇居民的人身与财产安全。
参考文献
［1］罗天娣．建筑结构基于性能抗震设计的几个问题［J］．中国标准化，2018（14）：37．
［2］曹永圣．浅谈建筑结构设计中抗震结构设计［J］．建材与装饰，2018（21）：61．
论文作者:王志鹏
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年3期
论文发表时间:2019/5/31
标签：建筑论文; 建筑结构论文; 结构论文; 能力论文; 刚度论文; 荷载论文; 建筑物论文; 《建筑学研究前沿》2019年3期论文;