建筑结构抗震设计原则及设计要点分析

郭海洋

安徽省建筑设计研究总院股份有限公司 安徽省 合肥市 230000

摘要：随着城市发展步伐的逐渐加快及城市人口的逐渐增加，我国城镇化建设过程中土地资源紧张问题越发严峻，城市建筑数量越来越多。很多地区都处于地震带上，地震带来的损伤与影响非常严重，因此建筑工程在建设设计的过程中都融入了抗震结构理念。经汶川、玉树等地震考验后，我国建筑工程抗震结构设计要求逐步高。建筑工程抗震设计变得更加专业与复杂，因此必须对设计特点进行详细分析考量，才能够达到较高的设计质量。

关键词：建筑结构；抗震设计原则；设计要点分析

引言

随着施工高度的不断提高，高层建筑面临着新的挑战。其中，消防安全、抗震性能和抗风能力是目前需要优先考虑的问题之一。许多地区位于地震带和地震影响最为严重的地区。因此，长期以来，提高建筑结构的地震活动性一直是一个非常有价值的问题。特别是在新时代，由于施工的复杂性和结构的复杂性不断增加，对抗震性能的要求也越来越高。因此，高层结构的抗震设计显得尤为重要，它必须减少地震对建筑物的影响，确保人员和财产的安全。此外，抗震设计还应该兼顾建筑的美观性、安全性和实用性，以减少损失和风险。

1建筑结构抗震设计的基本原则

（1）将整个建筑结构作为一个系统来考虑，而不是把它看作是由独立部件组成的集合。这意味着在抗震设计中，需要综合考虑建筑结构的各个部分之间的相互作用和协同工作，而不是单独对每个部分进行设计。通过在整体考虑的基础上进行设计，可以提高建筑结构的整体刚度和强度，从而增强其抵抗地震力的能力。（2）抗震设计中注重结构的韧性和能量耗散能力。地震作用通常会引起结构内部的应力和变形集中，如果结构不能承受这些应力和变形而发生破坏，将导致建筑整体倒塌。为了增强结构的韧性，可以采用一些措施，如提高材料的延性和减震器的安装等。这些措施可以使结构在地震作用下发生一定的变形，从而起到地震能量的耗散和减缓破坏的效果，保护整体结构的稳定性。（3）抗震设计中注重结构的连续性和完整性。地震作用会引起结构的局部破坏和失稳，因此，通过增强结构的连续性和完整性，可以将地震作用传递到整个结构，减小局部破坏的风险。这可以通过采用适当的结构连接方式和加强结构节点的措施来实现。通过保持结构的连续性和完整性，可以增加结构的整体稳定性和抗震性能[1]。

2建筑结构抗震设计要点分析

2.1提升抗震强度

（1）引入抗震加固技术，包括：增加构件加固法、增加截面加固法、外包钢、预应力加固法、粘钢加固法、绕丝法、高性能钢丝网复合砂浆薄层加固技术、碳纤维加固法、植筋锚固技术、增强自身整体加固法等，以增强自身整体加固法为例，主要包括两种形式：压力灌注水泥浆加固法，可灌注混凝土构件裂缝、砖墙裂缝；压力灌注环氧树脂浆加固法，适用于有裂缝的钢筋混凝土构件，可提升建筑砖墙整体稳定性、强度，提升抗震能力。（2）其他方法，包括：建筑物平面布置，竖向布置避免抗震不利的不规则形式；建筑构件做到强柱弱梁，强剪弱弯，强节点弱构件；设法提高建筑物延性破坏能力；采用隔振，消振的各种措施，阻尼垫阻尼棒；避免共振，设法自振周期避开地震周期；对薄弱部位加强构造。

2.2多重设防

在建筑抗震设计中，多重设防是一种有效的思路，其原理是在建筑物结构中设计多道防线，以结构物的塑性变形吸收能量，强度较弱的结构先发生延性变形，当其破坏后再危及下一道防线。例如，在钢筋混凝土剪力墙结构中，连梁将作为第一道防线。连梁的主要作用是将建筑物分体结构连接为统一的整体，高层建筑中在每一层都可设置连梁。地震时，连梁增强了建筑物的整体性，连梁破坏后才会危及分体建筑。再如，砌体—构造柱结构也是多重设防的典型例子。当砌体墙宽度较大时，其中间部位成为薄弱点，并且砌体墙的拐角部位也存在类似问题，构造柱设计在墙体的接合部位，提高砌体墙的整体性，进而强化其抗震性能，构造柱成为抗震的第一道防线。可见，多重设防是一种行之有效的抗震设计理念，尤其是弥补了建筑物中较为松散和薄弱的结构。

2.3平面与竖向结构

（1）平面结构的合理设计。建筑物的平面结构包括建筑布局和分割等方面。在设计中，应优先选择规则形状的建筑物，如口子形、回字形等，以减少地震力的集中作用。同时，在布局上，应考虑尽量将大型开间和重要设备等集中配置在建筑物的核心位置，以增加结构的稳定性。（2）竖向结构的设计。竖向结构包括柱、墙和框架等组成部分。在设计中，应根据地震力的荷载特点和建筑物的高度、质量等因素，选择合适的材料和断面尺寸，并合理布置柱、墙和框架等结构构件。其中，柱的设置应尽量减少柱跨比和尽量增加柱的强度和刚度，以增加建筑物的抗震性能。墙体的设置则需要考虑刚度和抗剪能力，以增加整个建筑物的稳定性。框架结构的设计应注重框架节点的抗震性能和连接方式，以确保结构的整体稳定性和抗震能力。（3）竖向结构的施工和质量控制。施工过程中，需要确保结构构件的制作和安装符合设计和规范要求，避免存在焊缝开裂、构件不牢固等问题。同时，在施工中还需要进行必要的检测和监测，及时发现并修复施工中存在的质量问题，确保建筑物结构的稳定性和安全性

[2]。

2.4更新建筑抗震结构设计理念

建筑工程作为一项庞大的工程类型，工期较长，同时设计要求精度较高，而抗震结构设计仅在其中占据了一个部分，但是可以发挥出重要的作用。建筑设计人员必须要积极将抗震能力作为设计的主要标准与要求，积极转变设计理念，同时，设计人员也需要充分利用网络资源来搜集一些关于建筑工程设计方面的内容，例如查询建筑施工点是否处于地震带，以及当地其他抗震建筑的设计理念。不同抗震结构将会产生不同的抗震作用与抗震效果，这已经成为现如今建筑结构设计人员的主要共识与关键理念。在全新建筑结构设计理念指导下，相关工作人员必须要积极分析现如今使用的建筑结构设计理念是否满足实际使用的基本要求，只有兼顾了多项要求，并且对设计方式进行及时优化与改进，才能够更好的发挥出抗震结构的基本作用。

2.5保持结构均匀性、规则性

在建筑结构设计时，沿建筑竖向，均匀布置建筑结构、造型，避免出现传力途径、承载能力、刚度突变，起到限制结构在竖向某楼层出现敏感部位，以防这部分出现较大变形、应力集中，提升结构稳固性。均匀布置平面结构，让建筑物分布质量形成的地震惯性力能以直接、较短的途径传递，且能让结构刚度、质量分布协调，限制刚度、质量间的偏心。同时结构平面均匀布置能预防薄弱的子结构直接被破坏、倒塌，在承受地震作用时，让各个子结构重新分布，提升结构自由度数量，提升结构耗散地震能量的能力[3]。

结语

我国的建筑物抗震设计理念充分体现出防灾减灾的基本思想，强调在大震中不可出现倒塌，以免造成较大的人员伤亡。实现建筑抗震设计理念离不开各项抗震技术。现阶段面临的问题是建筑物的场地、地基和基础，场地选择要规避危险和不良地段，地基避免不良地质条件，基础方面推荐人工建造的刚性基础。消震隔震技术是当前较为先进的抗震设计，隔震装置在保护建筑安全性基础上，消震装置可以降低地震的能量。延性结构、多重设防也是优秀的抗震技术措施。

参考文献

[1] 胡晓倩 . 基于抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用研究 [J]. 建筑技术开发 ,2019,46(10):1-2.

[2] 黄传道 . 抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用探究 [J]. 科技创新导报 ,2019,16(31):155-156.

[3] 宁应金 . 提高房屋建筑结构抗震能力探究 [J]. 江西建材 ,2020(05):63-64.