浙江省水利水电勘测设计院
摘要:建筑设计之中重要环节是对建筑的结构进行设计，设计人员不仅需要保证建筑结构的整体合理性，同时还需要提升建筑结构的减震能力，使建筑结构可以突显出一定的安全性，在对建筑的结构进行设计的时候，设计人员需要参考建筑的整体设计情况，并通过被优化的设计手段将建筑的更多使用功能通过建筑结果而展现出来，无论是减震设计还是结构设计都是一项难度比较高的设计工作，设计人员需要对能够影响到建筑的多种元素进行考虑，本文对建筑的减震设计与结构设计的基本情况进行分析。
关键词:建筑结构设计；减震设计；分析
建筑的结构设计是建筑设计方案之中的重点内容，为了能够设计出更为稳定的建筑结构，设计人员需要综合考虑各种可能会对建筑结构产生的影响的因素，将其进行排除或者控制，从建筑结构的角度来提升建筑的整体性能，在建筑结构这一部分之中，设计人员不仅需要进行常规设计，同时还需要进行防震设计，将减震、防震的元素添加到建筑之中。减震设计并不是一项简单的设计任务，设计人员需要对建筑的结构之中的各个部分的情况都有所了解，才能使减震的效果更好，本文根据对建筑结构设计的相关经验，对减震以及结构设计进行研究。
1 建筑结构设计基本情况
地震情况是一种比较常见的自然灾害，这种自然灾害对于人类社会的影响极大，会危及到人的生命安全，因此在设计建筑的时候，无论建筑是否处于地震频发的地区，设计人员都需要将建筑结构的减震工作做好，以备地震灾难发生时，建筑可以最大限度地保护居住者。在开展设计活动时，设计人员需要首先需要提升建筑主体结构的轻度，使其能够对地震灾难生成的强大重力进行承受，另外施工人员还需要对建设建筑结构过程中应用的材料进行控制，确定材料的可用性，在进行结构减震设计工作时，设计人员需要将抗震设计工作进行划分，分阶段开展减震设计工作，将弹性变化阶段与弹缩性阶段的减震设计工作都进行完善。
1.1 控制建筑结构
设计人员首先需要对建筑的主要结构进行整体性的控制，同时还需要分析引起抗震结构之中的墙体倒塌的原因，进一步确定结构控制的重点工作，设计人员需要控制破坏机制，对框架结构进行改善，使其即使在不良的建设环境之中，仍旧能够保持极高的可靠度。施工人员需要对框架结构的延展性与强度有效保持，在固定的结构位置之中，设计人员还需要将人工塑性铰进行有效应用，严格控制结构的塑性强度，使框架结构的使用性能可以被展现出来。
1.2 设计梁的延性
当连梁的跨高比为5时，延性和耗能很好，连梁两端相对竖向位移的延性系数都在8以上，滞回曲线也相当饱满。当连梁的跨高比降至1时，延性系数则降至3左右，滞回曲线严重捏扰，耗能很小，最后弯剪破坏。抗震墙的刚性连梁，其跨高比往往仅为1左右，若要使其工作在弹塑性阶段作耗能构件，则需要对它的构造采取一定措施，以适应延性和耗 能的要求。措施之一是在1/2梁高的中性面上留一水平通缝，在缝的上下两侧各埋置钢板，钢板上开有椭圆形螺栓孔，用高强螺栓把两钢板联结。在竖载、风载和小震下，高强螺栓把水平通缝分开的两部分连梁联结成整体工作，使刚性连梁整体刚度不变，以保证其工作在弹性阶段；在强烈地震作用下，两钢板发生相对滑动，原来跨高比为1的刚性连梁将被分成两根跨高比为2的小梁协同工作。这样，不仅延性系数由原来3提高为10左右， 而且由于钢板间的滑动摩擦， 使其耗能能力也得到了一定程度的改善。
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1.3 设计柱的延性
完成了结构之中的梁这一部分的实际之后，设计人员还需要对竖向的柱进行设计，当地震等地质灾害发生时，塑性铰部件并不会破坏柱的原有结构，然而设计人员还需要进一步提升柱的延展性，使柱这一结构部件的质量可以满足梁设计标准规范之中提出的要求，一种能够有效提升柱部件的延展性的方法是将螺旋型的箍筋添加到柱的位置，这种提升延展性的方法还能将柱部件的强度进一步提升。设计人员可以借助提升柱的强度的方法来将柱的减震性能进行有效提升。
2 建筑减震结构设计基本情况
对建筑的框架结构、梁以及柱几部分的设计工作有所了解之后，就可以对减震设计内容进行了解，减震设计工作可以被分为以下几个部分：
2.1 吸震设计
这种安装方式在对主体结构进行安装时，采用的是特殊的方式，而且还安装了附加的结构，这种结构能够在地震发生时靠吸震设备吸收震动过程中产生的巨大能量，从而很好地减轻了地震对建筑的损害，主要的方法是按照设计图纸在相应的地方预留下分隔缝，通过在震动时内外筒相互之间的吸引作用进一步对地震时产生的能量进行控制，从而更好地保证建筑的安全性。
2.2 阻震设计
所谓阻震设计是通过在建筑结构中的连接处部位安装上适量的阻尼器，通过利用阻尼器的阻尼作用力，降低建筑结构的振动响应。并且，在保证阻尼器使用性能可靠的同时，也使得建筑结果的抗震能力得到了有效的保障，通常会采用的设计方案是在高层框架结构中的重要部位，采用砂质减震器，并在易出现裂缝的部位放置扭转梁阻尼器。
2.3 隔震设计
除了前两种减震设计之外，设计人员还可以借助隔震的方法完成减震工作，设计人员可以在防震结构之中，添加隔震层，将地震传递来的能量有效降低，设计人员需要借助特殊的隔震材料来强化隔震的效果。
2.4 动力优化设计
结构设计和减震设计当中要注意结构的优化，比如：吸震器的相关参考数据以及相关的位置等都会是优化当中应该注意的重点，这样才能更好地保证结构的合理性，保证建筑的安全性。以下将以框架减震墙结构为例对结构的优化进行具体的分析。
机构控制理论要求：对框架结构，在中震时塑性铰仅出现在梁两端，在大震时才在柱根部出现 塑性铰， 以形成梁式侧移机构，在任何情况下节点始终处于弹性状态。对于抗震墙结构，在中震时塑性铰仅出现在连系梁两端，在大震时才在墙体根部出现塑性铰。
根据实际震害和试验研究中墙体先于框架破坏的规律，通过优化分析得知，框架抗震墙结构的 最佳耗能机构为：在中震时，塑性铰仅依次出现在连系梁两端、墙体根部及框架梁两端在大震时才在框架柱根部出现塑性铰。
调整框架与抗震墙的 侧移刚度比、框架梁与柱及连系梁与墙体的强度比、柱轴压比等参数， 并保证梁端、柱端和墙体根部不发生剪切破坏，即可控制连系梁、框架梁、柱、墙体的开裂和屈服顺序，从而达到控制整个框架剪力墙的工作状态。
3 结束语
本文首先对建筑结构设计的主要内容进行了研究，并对建筑结构的几个重要构件进行了重点分析，在不同类型的建筑之中，其结构也存在比较明显的差异，设计人员需要先对建筑的类型以及设计要求进行明确，才能更好地完成结构设计任务，减震设计是建筑结构设计体系之中一项不可或缺的设计内容，减震设计可以提升建筑结构的稳定程度，设计人员可应用的减震方法有很多，具体的方法选用还是需要参考建筑结构，根据建筑设计的当前形势可以了解到，无论是结构设计还是减震设计都还存在问题，设计人员可以通过新型设计方法对其进行改变。
参考文献:
[1] 张代林. 软钢阻尼器在钢结构加层改造中的减震性能研究[D]. 青岛理工大学 2013
[2] 潘兆东. 基于能量原理的调谐质量阻尼器减震性能与损伤研究[D]. 广州大学 2013
[3] 郑星辰. 考虑风向影响的建筑结构风荷载评估与抗风设计[D]. 北京交通大学 2016
[4] 金碧. 框架剪力墙减震结构的抗震性能研究和经济性分析[D]. 湖南大学 2015
[5] 蔡飞. 粘滞阻尼减震结构动力分析的简化方法研究[D]. 扬州大学 2015
论文作者:黄浩伟
论文发表刊物:《防护工程》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/29
标签：建筑论文; 结构论文; 设计人员论文; 建筑结构论文; 塑性论文; 结构设计论文; 延性论文; 《防护工程》2017年第22期论文;