建筑結構設計中的抗震結構設計

吳杰

摘要：地震是一種破壞力強、破壞范圍廣的自然災害，會給建筑帶來巨大的破壞，進而威脅人們的生命和財產安全。因此，如何在建筑結構設計中增強其抗震能力以及減少抗震對于建筑帶來的破壞非常重要。文章根據建筑行業的現有研究成果，在全面考慮整體性和適用性的原則下，分析建筑結構設計中的抗震結構。

關鍵詞：建筑結構設計;抗震設計;抗震結構

1.抗震結構設計的作用

首先：可以增強建筑物的抗震能力，在一定的震級范圍內可以保證建筑物沒有破壞;其次，保證建筑物在破壞性較強的地震中經過一定的維護和修整可以正常使用，不威脅人們的生命和財產安全;最后，保證建筑物在遇到罕見強度極大的地震中，可以維持建筑的基本框架，不至于建筑物坍塌。

2.抗震結構設計的原則

考慮到建筑結構對稱分布搭建的原則、高層建筑較多和場地內建筑間的密度大小等問題，建筑結構設計中的抗震結構設計必須基于整體性和適用性這兩個原則。

2.1 整體性

建筑結構設計中的抗震結構設計的整體性體現在要考慮建筑的內部和外部、建筑的使用年限、建筑的部分及整體。

抗震設計的基礎性原則是整體性，只有符合要求的建筑結構的整體性設計，才能最大程度提高其抗震能力，提高建筑工程的安全性和建筑的穩定性，為建筑應用其他設計奠定基礎，并滿足人們的需求。

2.2適用性

建筑結構設計中的抗震結構設計的適用性體現在抗震結構設計方案符合實際工程需求。

抗震設計的重要性原則是適用性，只有符合要求的建筑結構的適用性設計，才能打造有效的建筑工程抗震結構設計作業，避免出現返工設計及設計周期延長的問題，提高效率，增強建筑的安全性。

3.抗震結構設計的問題

根據現有的建筑行業在抗震結構設計上的成果，仍然在建筑結構抗震設計概念模糊、抗震設計未進行全面的驗證、結構合理性有待優化等方面有些不足。

3.1 建筑結構抗震設計概念模糊

現階段最主要的建筑材料是鋼筋混凝土，然而由于其重量大、強度高，在設計過程中對需要其進行精準計算與整體分析，加強部件間的連接，避免在地震時因結構錯位而開裂。

因為建筑結構復雜，設計人員在抗震的相關設計概念模糊，難以有效掌握建筑結構中的關鍵結構。此外，設計理應減弱地震作用力，盡量減緩地震對建筑的破壞。因此，設計概念的模糊降低了建筑工程結構性安全水平，難以提高建筑物的實際有效抗震能力。

3.2 抗震設計未進行全面的驗證

只有通過現代信息技術對建筑物的抗震性能進行全面檢測和優化，才能使建筑物的抗震結構滿足相關要求。由于建筑結構自身的復雜性，實驗設計難以實現，只有構造模型再進行測驗，從而模擬現實的情況。在實際應用中，該模擬是片面的，模擬軟件和程序的差異也會導致結果的不同。

3.3 結構合理性有待優化

由于設計難以全面驗證，設計人員在設計中細節上的把控較為不足，以致結構的合理性有待優化。

4. 抗震結構設計的策略

基于以上存在的問題，文章將通過三個方面從整體提升建筑結構的穩定性，提高建筑物的抗震性能。

4.1 科學選址

不對稱的高層建筑易坍塌，安全度較低，中低層建筑需要考慮周圍的建筑物分布，因此，所有建筑都需要提前科學選址。

在建筑設計之前，線上調研相關情況后還需要設計人員走進欲施工地區，實地考察周邊的地形、地質結構、地理環境等因素，選擇最佳的施工范圍和建筑物朝向。因為地震是地質結構的變化，會導致地層的錯動。如果建筑物土質松軟或者地下水含量較高，地震不僅會讓建筑物下沉，導致地下水溢出，影響周邊居民的生命安全和建筑物的安全性。因此，建筑物選址工是工地施工的前提。

4.2 構建多道抗震防線

優化建筑結構的平面圖和立體布置。在設計時要著重分析結構承載力、結構對稱度，有效降低地震對建筑的影響。

全面分析建筑結構的抗側力構件布置。承載這些水平力的構件即抗側力構件是建筑結構抗震性能中必不可少的環節。因此，設計抗震結構時，要充分結合不同結構區的需求，有效連續布置各個區域，來提升建筑結構整體抗側力性能。剪力墻構件作為最重要的抗側力構件，在設計時如果工程采用框架剪力墻結構，就需要設計師在初始設計階段重點布設構件位置，合理規劃剪力墻構件的間隔距離。

科學合理設計樓蓋結構。樓蓋結構能夠極大程度上影響到建筑物水平作用力的傳播。因此，如何保證樓蓋結構與豎向構件之間的協調性，以便使樓蓋結構在面對地震作用力時形成更好的傳遞效果，降低地震對建筑物的影響，進而有效提高建筑物的整體抗震能力非常重要。

4.3 優化抗震結構性能

地震災害性能的具體分析和建筑工程的抗震模擬是建筑結構設計開始的主要方面。

加強分析地震災害具體表現形式，增強對地震發生能量輸入的研究，進而通過優化和調整建筑結構，減少地震能量輸入，有效減少地震對建筑結構的破壞。通過基于位移的結構抗震設計法，設計人員對建筑結構的設計進行定量分析，并研究在基底地震力作用下建筑各構件可能發生的變形。進一步了解結構所能承載的地震能量，減小儲能結構的位移。

采用BIM技術對建筑結構進行建模，并對地震施工進行動態模擬。根據建筑結構環境和完成的設計方案，利用BIM技術確定相應的建筑結構模型，然后利用軟件模擬地震能量輸入，觀察其對建筑結構模型的影響，分析地震能量運行期間主要構件的側向拉力，并在其超過荷載范圍時對相應結構進行優化?？紤]到整個結構的穩定性，在設計中明確具體內容，以確保實際施工能按照相應標準進行，減小施工總抗震性能與設計的差異，使建筑施工達到設計要求，完全滿足相應抗震等級的要求。

5. 結束語

由于地震災害具有破壞力強、突發性和不可預測性的特點，此外地震發生后很有可能產生嚴重次生災害帶來嚴重的人員傷亡和經濟損失。因此，提高建筑結構抗震設計是避免地震的重要環節，需要做到科學選址、構建多道抗震防線和優化抗震結構性能，以此才能有效提升建筑結構的抗震性能。

參考文獻

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