建筑結構設計中抗震設計分析

楊秀娟

（中外建工程設計與顧問有限公司山西分公司 山西省太原市 030013）

我國的建筑工程行業在不斷的發展中，不僅加強對施工技術方面的研究，還更加注重對建筑設計方面的研究，這是因為建筑結構設計直接關系到項目的建設質量和建設效果，建筑結構設計中最為重要的一部分就是抗震設計。地質災害的發生具有不可控性，對于人類社會的破壞也是極其重大的，尤其是地震災害的發生，突發性強、災害性大，且不可預測，影響范圍廣，建筑物的抗震等級不夠，容易發生倒塌，還會給周邊建筑帶來危害[1]。建筑結構設計中的抗震設計是要考慮到建筑本身的結構特點以及當地的抗震需求，針對建筑抗震能力完成結構設計、空間設計和平面設計等，保證建筑物的穩固性，也為人民生命財產安全提供可靠的保障。

1 建筑結構設計中抗震設計要求

1.1 避開復雜場地

建筑結構設計的第一步就是對建筑場地進行合理的選擇，建筑項目在施工建設中選擇的場地類型較為復雜，主體結構的穩固性難以得到可靠的保障，如果場地設計在地殼運動頻繁地帶或者是位于地震帶上，更加劇了地震危害[2]。

圖1

因而，在抗震設計中，盡量選擇較為開闊的場地，施工場地的周邊需要有開闊的場地，一旦發生地震，可以提供有效的避難場所，對于地質較為堅硬地區的工程，發生地震時不會發生地面沉降，但是為了防止建筑倒塌，還需要對地震活動程度以及被蓋層等進行相關參數的計算。

1.2 布置規則平面

建筑結構的設計工作需要交給專業的設計人員來完成，在設計準備期間，需要對建筑總體情況以及地區地質地形信息等進行資料搜集和分析[3]。對于建筑結構的平面布置，設計人員需要遵守好規則性的設計原則，這是因為建筑結構自身的抗震性能和平面布置方面具有一定的關聯性。設計人員在設計建筑結構時主要考慮到安全性和實用性，不能過度的追求美觀性，設計人員如果單純的為了設計美觀性而采用較為復雜的平面布置，就會難以保證建筑立面規則，給后期施工帶來問題，繼而嚴重破壞了建筑結構抗震性能。設計人員和建筑師進行協調后，選擇規則性的平面結構，計算好構造參數，提高抗震性能。

1.3 空間結構簡單

建筑工程項目的建設主要是為了滿足人們的居住和辦公需求，在建筑結構設計中不僅要關注建筑平面設計，還要重視起建筑空間結構的設計。建筑空間結構的布置一般是越簡單越好，這是因為復雜的建筑空間結構，會導致建筑施工的過程中傾注更多的維持力量，繼而進一步的影響到建筑抗震性能。為了防止建筑變形，選擇更為簡單的空間結構，綜合性的考慮到結構作用力問題，先保證平面主軸方向上的強度、剛度以及穩定性，然后結合建筑底部結構、內部結構以及樓蓋特點，連接整體，使力傳導更加直接、簡單和高效，共同抵抗地震災害中的各個方向的沖擊力。但是設計人員也要注意避免單一的空間結構，否則抵抗力不足，也會使建筑在地震中整體倒塌。

2 建筑結構設計中抗震設計方法

2.1 地基部分的設計

建筑結構設計中的抗震設計具有較高的技術要求，對于促進建筑行業的可持續發展和健康有序發展均具有重要的意義。建筑結構的地基部分的設計直接關系到建筑結構的剛性，完善的地基設計可以提高建筑結構的抗震性能，在建筑項目的建造施工期間，在不同的地基上不能同時建設相關單元的建筑，對于地基也不能采用處理地基和整合地基，而是要選擇天然地基。在埋設建筑基礎時要增加埋設的深度，否則會降低建筑物的嵌固作用，且地基部分埋設過淺，在發生地震時，建筑物的振幅加大，容易發生坍塌危險。

圖2

在具體設計中將位移作為設計基點，對建筑結構進行定量分析，防止地震時地表能量的散發，也防止建筑物在余震中出現共振問題。

2.2 非結構構件設計

建筑結構設計中的非結構構件主要是依附在主體結構上，在設計的過程中對于女兒墻、內隔墻、圍護墻、填充墻這些非結構構件的設計要更加關注，加強這些部分的結構設計，可顯著提高建筑抗震性。在設計雨篷、女兒墻這些附屬構件時要從整體角度考慮，做好連接和錨固工作。例如填充墻的局部高度可能就會造成主體結構的短柱出現脆性破壞。填充墻、內隔墻和圍護墻設計中還要減少主體結構的自震周期，對其剛度分布予以改變，使構件在地震作用下的內力分布得到有效改變，緩解其受力狀態。而對于建筑結構中的頂棚、貼面、建筑裝飾以及懸吊物部分，則需要綜合性的采用柔性連接和剛性連接的雙重手段，防止這些構件在地震中發生破壞和脫落。

2.3 設立抗震防線

抗震設計涉及到多方面的設計內容，包括建筑場地的選擇、建筑空間的布置、建筑結構參數的計算等，這些設計工作均需要綜合實際情況做好統一部署、合理規劃。在不同的地區，由于地質狀況和地理形態不同，發生地震的頻次以及強度等均不同，建筑結構需要的抗震性能也各不相同，為了更好的進行抗震設計，需要設計抗震防線，提高建筑的安全系數。采用完全框架式的建筑結構，可以選擇“強柱”、“弱梁”的結構類型，對于雙重的抗側力結構體系，第一道防線則是框架，第二道防線則是墻體，根據樓層剪力以及地震傾覆力規定，設計雙重抗側力體系的抗震效果更好，可以防止平面布置的過程中因結構剛度偏心大造成抗震失效。

3 結語

建筑工程行業在不斷的發展中，需要從人文、歷史、自然、社會和文化等角度，綜合性的考察多種要求，集中做好建筑結構的設計工作，保證建筑結構的設計既符合人們的使用需求，又符合自然原理。在人類社會中，地震災害是一種較為常見的災害類型，一旦發生地震，會造成重大損失，建筑結構中的抗震設計就是為了更加有效的對抗地震災害。建筑結構設計中合理的選擇建筑場地，避開建筑密集和地形地勢復雜地區，可有效規避地面沉降等帶來的問題。為了更好的完成抗震設計，在地基設計中也要提高建筑抗震性能，處理地基盡量選擇天然地基，加深建筑基礎的埋設深度，保證建筑地基的穩固性。此外，建筑結構設計中的抗震設計還體現在房屋寬度設計、房屋高度設計、防震縫處理、屋頂設計以及墻體設計等方面，設計人員要從結構均衡性方面，保證結構剛性和結構質量的均勻分布，在平面和各個立面上綜合性的體現出規則感，盡量減少復雜設計，以安全、穩固需求為主。