建筑工程結構設計中對抗震問題的分析

付荻

摘 要：隨著城市化建設的全面深入，建筑質量工程檢驗工作標準也在不斷提高，我國建筑行業在注重生產施工效率的同時，還要能夠不斷提升建筑工程結構的使用安全和使用壽命，尤其是地質活動頻繁的地區，更是要能夠通過有效的措施來提升結構設計的抗震性能，必須要合理優化工程結構設計，提升建筑項目的安全性。文章基于建筑工程項目中針對抗震問題的結構設計展開論述，探討相關有效對策，提出幾點意見和看法，以供參考。

關鍵詞：建筑工程;結構設計;抗震問題

建筑工程結構設計中的首要安全性問題就是對抗震問題的處理與防范，由于傳統建筑設計中無法對于建筑細節，尤其是對高層建筑的結構設計問題來說，很難進行非常準確的計算工作。隨著數字化技術與計算機信息技術的發展，建筑工程結構設計問題也更加精細化，在注重實用和效率的同時，也要保證抗震結構設計的合理性^[1]。當前我國建筑工程項目數量正在逐年增長，由于土地利用面積有限，高層建筑數量比例也相對較多，對抗震問題的結構設計是關系公眾人身財產安全及社會經濟影響的。文章就抗震設計中的內容、原則及相關措施展開論述。

1 建筑工程結構設計的內容分析

建筑工程結構抗震設計主要包括兩個方面，一是概念設計、二是參數設計。概念設計是針對地震發生的隨機性與近似性，以當地地質特征、施工地理位置以及相關地震事故等影響因素，在施工方案整體設計中奠定抗震設計的需求與內容。建筑結構概念設計是從宏觀角度上分析可能會出現會遇到的地震類型，有針對性、偏向性地采取相應的防范措施?？拐鹪O計中有三項明確指標被稱為三個水準，第一水準：當遭受低于本地區設防烈度的多遇地震影響時，一般不受損壞或不需修理仍可繼續使用。第二水準：當遭受本地區設防烈度的地震影響時，可能損壞，可以經過整修繼續使用。第三水準：當遭受到高于本地區設防烈度的罕見地震（大震）時，建筑不致倒塌或危機生命財產的嚴重破壞^[2]。簡而言之可以稱為“小震不壞、中震可修、大震不倒”。因此，要想應對兩階段的抗震設計方法，就必須重視參數設計的作用，綜合考量地震作用效應與其他荷載作用力、構件強度、結構設計承載力等等，明確建筑防震的相關數值、規格問題。概念設計與參數設計是互相影響，相輔相成的，科學、合理的抗震設計是通過對概念設計與參數設計的統籌規劃下，明確具體抗震思路和流程環節，靈活分析并處理各個細節問題。如果不重視概念設計，就要從大量繁雜無意義的計算工作中大海撈針;而如果不謹慎對待參數設計，概念設計就只是一個理論框架，缺乏現實意義與可行性。

2 建筑工程結構對抗震問題的設計原則分析

建筑工程結構對抗震問題的設計原則主要包含三個內容：①結構設計中對建筑承載力的考究以及相應的位置的建筑結構強度和受力作用的把握，是抗震設計的基礎，相對于大型建筑工程項目而言，梁、柱、墻體、屋頂等結構的受力作用和抗震功能都要簡潔明了，直接有效，具備基礎的抗震作用。在考慮到建筑內部結構設計的平衡性基礎上，也要分析地震的回歸期，進行彈性預測，從而在選材、施工以及設計方面保證建筑物性能和使用壽命。②從整體方面看待抗震問題，在保障項目結構設計的完整性上，優化理想的抗震效果。然而，在全面規劃、整體分析的過程中，各個設計細節的銜接與整合的抗震處理也必須有所協調。比如在對薄軟環節的部位強化時，不僅要考慮到結構形變和受力限度，還要確保整體結構承受的承載力限度，確保不會由于一側或邊角受力而使得其他部位出現裂縫的情況^[3]。③抗震設計中的常見措施就是在設計中針對可能出現的荷載或作用力，在地震發生時能夠構建抵抗力起到緩沖和穩定的作用，保證建筑結構受力時自身的平衡性，針對抵抗力的系數范圍設置也要考慮相關現實因素。

3 建筑工程結構設計中對抗震問題的策略分析

3.1 規范選擇場地，保證建筑物抗震基礎性能

許多建筑物在地震中出現較大損壞甚至傾倒的事故，就是由于最初的建筑選址和施工場地選擇不合理，使得建筑物整體抗震能力有所下降。因此，建筑工程結構設計的抗震處理要從施工前期的勘察準備工作就加以深入，對地基的考察和分析工作要切實到位。地基的穩定性，地基施工的深度、管道電路的敷設等工作都是精確到后續抗震設計的點位并決定了整體建筑物的抗震結構^[4]。并且，地基強度也決定了防震強度的上限，在有些實例中，可以通過在地基底部鋪設砂石、黏土、瀝青的方式來起到減震的作用，這樣不僅能夠增強地基整體的穩定性，提升地基強度，而且對于建筑外圍的墻體和圍欄施工也有積極影響。由于場地類別決定了抗震等級，也就意味著規劃出結構設計中所需要的抗震能力范圍，前期勘察工作疏漏使得場地選擇不夠規范，就會使得建筑物所遭受的地震等級與防震措施無法匹配，而建立在建筑物內部的抗震設計也就無法徹底發揮作用。

3.2 優化平面結構抗震處理，優化重要部位設計

平面抗震設計與重要部位抗震設計是建筑工程結構抗震設計中的主要內容，平面抗震設計講究建筑物的對稱性，從抗震角度分析，也就是根據受力作用，保證結構穩定。以高層建筑抗風抗震為例，不對稱的角度設計會使得建筑物本身在受到荷載力時產生傾斜，縱向力的加入，使得建筑物受力不穩定，引發坍塌事故。因此，保證建筑物的空間面積來鞏固其對稱性，就能夠有效應對墻體、梁柱等部位出現裂縫和形變時，減少縱向力的參與，通過內部結構的抵抗力來穩定建筑物，減少地震對建筑物的災害^[5]。同樣的，重點部位的抗震設計也是由于邊角、梁、柱、走廊、樓梯等部位受到地震荷載力的影響較大，再加上這些位置對整體建筑物的安全性起到至關重要的作用，所以加固和強化也是極其必要的。尤其是逃生通道的設計要盡可能將其受到的影響最小化，減少外部環境的影響，在建筑內部形成一個相對穩定且堅固的設計結構。

3.3 加強抗震防線設置

對建筑起到支撐和防護作用的關鍵結構可以通過設置緩沖帶或隔震材料來保證節點不會遭到破壞。在地震發生時，地震作用力會從下至上逐漸傳遞，如果底部遭受的作用力沒有被逐層抗震結構設計所緩解，上升到頂部的地震力至少要承受建筑自重二倍的地震力，雖然考慮到層高、地震力本身、建筑自重、建筑自振頻率、加速度、周期段等諸多因素，但是要想盡可能減少建筑物受到的損害，就必須在建筑內部各個環節加強抗震防線的設置^[6]。比如采用橡膠墊與混合隔震措施，常見的隔震方法有摩擦隔震、粘性隔震等，其中，隔震支座能有效地穩定支撐建筑物，且具有自我恢復力，針對地震能量吸收起到較大作用。通過設置多道抗震防線，能夠有效減少結構整體的沖擊力，

4 結語

隨著地質災害活動的頻繁發生，建筑結構所具有的抗震性能逐漸受到人們的關注?，F階段進一步提升房屋建筑結構的抗震能力主要是通過提升建筑土木結構設計、抗震性結合的方式來實現。這就要求土木工程設計期間，設計工作人員需要結合設計標準來保證設計方案的切實可行，進一步提升建筑結構的抗震能力，讓建筑物結構的穩定性和安全性都得到保障。

參考文獻：

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