建筑結構抗震設計的探索與研究

孟艷春 呂村

摘要：隨著我國經濟水平的不斷提高，城市化進程也不斷加快，城市建筑工程施工數量和規模不斷擴大，對工程施工的安全性和質量提出了更高的要求。近年來，我國地質災害發生的頻率不斷增加，其中地震對人民生命財產安全造成的威脅更加巨大。深刻理解建筑結構設計與建筑抗震之間的必然聯系，將結構設計更加科學化、合理化，對提升我國建筑的安全性和抗震性，推動我國建筑業的高速發展有重要的現實意義。

關鍵詞：建筑結構;抗震結構;設計理念

一、建筑結構抗震設計的重要意義

（一）滿足日益復雜的城市規劃需求，推動城市化進程的加快

現代城市規劃是一個整體性、復雜化的系統工程，需要兼顧條理性與安全性，在建筑物設計施工過程中既要考慮整體的美觀程度，與整個城市環境的契合度，又要保持相對獨立性，保證區域建筑出問題后不會引起巨大的連鎖反應，最大程度地保障整體城市結構的穩定性和安全性。這就要求建筑設計過程中不僅僅考慮建筑物的外觀造型，還要引入抗震設計來提高建筑物的質量和使用壽命，維護整個城市規劃的穩定性，推動城市化進程的加快。

（二）保障人民群眾生命財產的安全

地震是一種破壞性極強的自然災害，當前沒有任何技術設備可以精確預測地震發生的時間、地點和強度，地震一旦發生，勢必會對人民群眾的生命財產安全帶來巨大危害。我們能夠做的是通過良好的抗震設計來提高建筑物的結構穩定性，讓建筑物能夠承受較強程度的地震，為地震發生時的逃生和救援工作提供堅實的保障。

二、建筑結構抗震設計的現狀

（一）缺少科學化的理論指導和實踐經驗總結

地質地震的復雜性和不確定性導致其在研究領域難以形成科學化、系統化的知識體系，雖然地質學家對地震發生的原因有了較為深刻的理解，但是仍然無法準確預測地震發生的時間和地點，因此很難形成科學化的理論體系和防治方案，在建筑物抗震結構設計時，也無法提供專業性、具體化的指導方案。

（二）抗震設防標準較低

我國一直以來依據“小震不壞，中震可修，大震不倒”這個抗震設計原則，抗震設防標準比較低。除此之外，具體抗震指標計算方法和構造規定的安全度也比較低，在配筋率、軸壓比、梁柱承載力匹配等一系列抗震延展性指標的要求上遠不如國外嚴格?，F行的建筑機構設計安全度已經無法適應經濟發展和城市化進程的需求，結構失效帶來的損失愈來愈大，加之結構造價在整個投資中的比例下降，抗震性能化設計日漸成為重要的設計手段。

（三）抗震結構設計刻板，缺乏實事求是的精神

在進行建筑物抗震結構設計的時候，許多施工單位都是以固定的技術參數作為依據，缺乏實事求是的精神，在施工過程中沒有根據實際情況對建筑工程抗震結構進行合理化調整。例如，在研究設計建筑物抗震結構的時候普遍采用小震的標準系數，在檢驗和計算變形以及設計截面承載力的時候，沒有充分研究地震對建筑物結構的影響，許多細節問題被忽略，導致設計建筑物主體結構時存在一定的安全隱患。

（四）對建筑物的高度缺乏嚴格管控

按照我國現行高層建筑混凝土結構技術規定，鋼筋混凝土高層建筑都要有一個適宜的高度，這個高度與我國目前建筑科研水平和施工技術水平是相匹配的，也是與目前整個土建規范體系相協調的。但實際上，許多混凝土結構高層建筑的高度超過了這個限制。房屋越高，所受到的地震力和傾覆力矩就越大，破壞的可能性也就越大，同時巨大的傾覆力矩所引起的壓力和拉力均較難處理。

三、建筑結構抗震設計的原則

抗震設計理念在建筑設計過程中尤為重要，在建筑抗震設計中需要遵循以下原則：

（一）整體性原則

建筑結構的抗震設計要整體考量，既要保持建筑物外觀的完整性和美觀度，又要確保建筑物在地震災害面前有較強的抗震性能。在進行建筑物施工設計時，設計人員需要從整體上把握建筑物的力學性能。設計合理的結構抗側力體系，使建筑物結構受力更均勻，從而更好的保證建筑物的穩定性。

（二）剛度原則

合理的剛度可以確保建筑物結構滿足抗震要求。如果建筑物剛度不夠，抗震性能不足以抵擋地震作用，建筑物就會受到嚴重的損壞。同樣，如果剛度過高會導致韌性不夠，造成建筑在受到不均勻外力作用時發生斷裂，建筑物結構會面臨更大的失穩風險。結構設計師在設計工作中要綜合考量，真正做到剛柔結合。

（三）均衡性原則

建筑物抗震效果很大程度取決于結構抗震設計。建筑物結構如果過于復雜，則荷載分布不均勻并且集中荷載相對較大，地震中建筑物結構會造成更大的破壞。因此，在進行建筑物設計時，要盡量做到剛度、質量分布較均勻，從整體上提高建筑物的抗震效果。在結構設計時，要考量建筑物的鞭梢效應，建筑物超出屋面的高度不宜過高，要滿足設計規范要求。

四、建筑結構抗震設計的建議

（一）重視前期勘探，合理選擇建筑施工場地

建筑物的抗震性能與其選址有著重要的聯系，因此前期科學、全面的勘探工作非常重要?，F階段雖然沒有準確的地震預測設備和手段，但是可以通過地質結構的研究分析出建筑施工地段可能發生地震的概率，也可以分析出地震發生時可能發生的地質結構變化，在此基礎上進行抗震設計時可以做到更加針對性，從而避免因勘探不到位而引起的安全隱患。在進行建筑施工勘探時，還要充分考慮建筑物所在的場地特征，并有針對性地調整建筑物的剛度和質量，從而改變建筑物的自振頻率，避免共振現象的發生，提高建筑物的抗震承載力。

（二）依據抗震標準，嚴格規范建筑物平立面設計，保證結構設計的合理性

建筑物的平立面布置直接決定了整體建筑結構的穩固性。建筑設計人員要加強建筑主體抗震能力的研究，從思想上和行動上重視建筑物抗震結構設計，合理規劃建筑物的平立面設計，保持整體建筑結構的安全性和穩定性。在建筑結構設計中，要遵循一定的規則性來提高抗震性能，在進行平面設計時要盡量做到建筑物體型規則，盡量避免獨特的凸角結構，講究簡潔高效，既能有效控制成本、降低施工難度，又能最大化的提升建筑物的抗震性能;在進行立面設計時要遵循對稱原則，盡量減少建筑物的豎向結構不規則，確保建筑物豎向高度的一致性。針對結構復雜建設難度較大的工程，需按標準設置抗震縫，并對抗震縫兩側的建筑予以分離。

（三）確保建筑材料的質量，保證建筑材料的抗震性

建筑施工材料的質量很大程度上決定了建筑物的質量和抗震性，在建筑物結構抗震設計的環節中，對建筑施工材料的選擇也是必須要重視的因素，設計人員在對整體建筑結構抗震設計的時候，要根據實際情況進行科學分析，將建筑材料本身的強度質量與建筑物的抗震性需求緊密聯系起來，確保建筑物的剛度符合抗震性要求，增強建筑物的抗震承載力。

（四）依據抗震標準，嚴格規范建筑物的高度與寬度

建筑物的高度與寬度結構與其穩定性有直接關系，必須保證其合理的比例。目前我國城市化正處在高速發展的階段，大量人口涌入城市當中，城市建筑物的高度不斷增加，這種情況下，不可避免地出現一些片面追求經濟效益，違規增加建筑物高度的現象。這就要求設計人員在設計過程中嚴格遵循相關法律法規和行業標準，嚴格控制建筑物的高度、寬度比例。對比例失衡的建筑要進行必要的補救，對無法調整高度與寬度的建筑物，需要進行底部加固，用高品質的混凝土構筑豎向構件進行加固，確保建筑物的整體抗震性。

參考文獻：

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作者簡介：

孟艷春（1987.7-），女，山東省濟寧市梁山縣人，研究生，青島黃海學院，研究方向：結構工程

呂村（1990.7-），女，山東省萊蕪市人，研究生，青島工學院，研究方向：結構工程