建筑结构设计中的抗震设计理念分析

2018-02-16李霞

建材与装饰 2018年24期

关键词：抗震结构设计构件

李霞

1 引言

我国是一个地震灾害频发的国家，尤其在汶川大地震发生后，我国对于建筑工程的抗震设计水平提出了更为严格的要求。近几年来，伴随着地震学、建筑结构学以及地理学等相关学科的不断发展，建筑结构设计中的抗震设计质量取得了显著的提升。

2 抗震设计的概述

2.1 建筑结构抗震设计基本内涵

地震的发生有着较强的复杂性、不可预测性和不确定性，从目前的科学技术发展程度来看，还不能进行地震的准确预测。同时，由于建筑结构的空间作用以及使用性质、施工材料等方面也存在着较大的差异，再加上周围环境对于建筑工程所产生的影响，造成了目前建筑结构的抗震设计工作存在着较大的不稳定性与不确定性。因而，在进行建筑结构的抗震设计工作时，不仅要进行严格的计算工作，同时还要参考国际上已经形成的一些理论基础与经验总结，这样一来才能提升建筑结构的抗震效果。

2.2 建筑结构抗震设计的基本原则

①建筑结构构件要具备相应的性能。对于建筑工程结构构件来说，不仅要具备较强的承载力、稳定性，同时还要有着较好的刚度、延性性能。设计过程中，应遵循强柱弱梁、强剪弱弯的设计原则，同时还要遵循强底层柱、强节点弱等原则。需要注意的是，要提升建筑构件薄弱环节的抗震效果，对于纵向的主要承载构件来说不能作为建筑的主要耗能构件。②设计过程中要保证抗震防线布设点多、广且大。通过将多个延性良好的体系有机的组合在一起，可以提升抗震结构的稳定性。一般来说，大地震在发生后会伴随着数十次的余震，因而在进行结构设计时要尽量多的布设一些抗震防线，进而降低余震对于建筑工程造成的危害。对于抗震结构体系来说，还要具备较大的冗余度。另外，设计过程中还要处理好建筑结构的构件强弱关系。在统一楼层内，要确保主要耗能构件屈服后，其他的一些抗侧力构件能够处于弹性阶段，这样一来可以有效的提升屈服时间，进而提升建筑结构的延性与抗倒塌性能。

3 建筑结构抗震设计存在的问题

3.1 对于抗震设计不够重视

随着国内城市化进程的不断加快，我国的建筑行业获得了快速的发展。现阶段在进行建筑工程的设计工作时，设计人员大多会将重点放在建筑的实用性与外形设计方面，进而会忽略掉建筑结构的抗震设计。另外，还有的设计人员对于抗震设计的认识还停留在原来的思想认识上，同时在长期的设计工作中不重视结构的抗震设计。只有在地震发生之后，才意识到建筑抗震设计工作的重要意义。

3.2 抗震设计与实际情况不符

建筑结构的抗震设计水平直接影响到建筑工程使用过程中的安全效果，因而在进行建筑结构的设计过程中，要提升抗震设计的效果。但是，由于受到某些原因的影响，导致抗震设计的结构与实际情况不相符，甚至一些设计偏离了建筑设计的初衷。这不仅导致了严重的浪费问题，同时建筑结构的抗震效果也没有达到要求。另外，一些设计人员由于受到自身水平的限制，导致了抗震设计过程中存在着严重的套公式、程式化的问题，这也会影响到建筑结构的抗震效果。

4 建筑结构设计中的抗震设计理念分析

4.1 做好建筑抗震场地的选择

在进行实际的建筑结构抗震设计工作时，设计人员要做好抗震场地的选择，提升建筑结构的整体抗震效果。对于地震灾害而言，其发生过程中将导致异常的地表位置错动。处于不同性质、不同结构场地上的建筑工程，其受到地震的侵害与影响程度也不相同。地震发生时剧烈的地层震动将造成建筑结构受到严重的破坏，一旦建筑场地的选择存在问题，将加剧建筑结构的破坏程度，严重时可能造成建筑结构的坍塌。选址过程中，尽量避开土层软弱或者是砂土易被液化等地段，同时还要做好地基的加固改造工作。

4.2 合理选择建筑结构体系

作为抗震设计的起点与重点，做好建筑结构的抗震方案设计对于提升建筑工程的抗震效果有着重要的意义。在进行抗震方案设计过程中，首先不能出现以偏概全的问题，不能因为个别的建筑结构而对建筑工程的整体抗震性能造成影响。设计过程中，要确保建筑结构有着一定的赘余度，即便建筑结构中的个别部分出现损坏的问题，也不能对建筑的整体抗震效果造成严重的影响。其次，要明确地震的传递路径，对于设计工作中的计算图要严格控制。在进行竖向结构的设计工作时，要确保在垂直重力荷载的作用下，压应力水平方向要保持均匀。对于转换结构而言，其上部结构的竖向构件会进行重力荷载的传递，因而设计过程中要确保荷载力能够在转换层进行一次到两次的转换；另外，设计人员要做好结构体系的强度和刚度控制。设计过程中不仅要保证每一个建筑结构部件的刚度与强度能够得到均匀的分配，同时还要确保建筑结构设计符合整体的设计要求。

4.3 提升建筑结构参数计算的水平

建筑结构的参数设计水平将会对建筑结构的抗震设计效果产生重要的影响，因而设计过程中首先要对具体的建筑结构进行分析，对于建筑所承受的具体作用力进行计算与明确。同时，在受到地震冲击力的作用时，根据建筑结构类型的不同进行承受参数的计算。对于地震灾害的发生过程要进行模拟，设计人员可以建立相应的结构抗震模型，并且要应用计算机技术以及配套的软件系统进行具体参数的计算与模拟，进而提升建筑结构的抗震效果。

4.4 结构布置设计

①对于平面布置来说要力求对称。一般而言，在受到地震影响后，对称结构在地面平动作用之只可能出现平移振动问题，并且建筑各构件的侧移量是相等的。这一过程中，水平地震作用将会按照构件的刚度条件进行分配，因而各个构件的受力较为均匀，并且不会造成荷载分布失衡的问题。设计过程中如果采用非对称结构，那么受到地震作用后刚心将会偏在一边，并且建筑的质心和刚心会出现不重合的问题，这一过程中建筑结构即便只发生地面平动，也将导致扭转振动问题的出现。这样一来，将造成结构中远离刚心的构件出现侧移量大的问题，进而导致整个结构出现破坏，所以要提升平面布置的对称性。②在竖向布置方面要力求均匀。结构竖向布置要均匀，进而能够最大限度的提升竖向刚度、强度的均匀性。对于一些临街的建筑物来说，由于其经常被用于商业活动，因而底部几层会出现较大的空间。对于非临街的建筑物来说，其底部会存在相应的门厅、餐厅或者是停车场等结构，因而也会出现较大的空间。对于这种结构的设计来说，其上部的钢筋混凝土抗震墙或者竖向支撑、砌体墙体等结构将会受到中止的影响，其下部一定要采取框架体系。就这一结构体系来说，很不利于抗震。因而，要提升结构竖向布置的均匀效果。设计过程中，对于同一楼层的框架柱要尽量保持大致相同，并且柱的刚度、强度以及延性也要相近。对于一些结构不合理的建筑来书，可以通过设置防震缝的方式来提升建筑结构的抗震效果。