探究建筑结构设计中的抗震结构设计理念

时间：2024-04-25

王震

青岛时代建筑设计有限公司山东青岛 266555

通过优化建筑结构抗震设计方案能够保证在遇到常规地震时建筑物完好无损，正常继续使用，能够保证居住者的生命财产安全。在遇到强烈地震时良好的抗震结构能够确保建筑结构稳定性，不至于坍塌造成严重的损失和社会影响。为此，应当不断优化建筑抗震结构，提升建筑结构设计水平，不断更新抗震设计理念，为建筑结构的安全稳定提供保障[1]。

1 抗震结构设计的作用

建筑抗震设计工作的作用就是，保证建筑在较高强度的地震中可以具有一定的地震抵抗能力，不会立即坍塌，从而保证建筑在一段时间内和一定强度的震动作用下的完整状态，进而保障建筑物的进一步使用，保证人们的生命安全、财产安全。21世纪以来，国内地震呈现了高发的趋势，许多城市在地震中受到了严重的影响，这对于地方经济的发展和人们的生命财产安全而言是致命的损害，而地震的威胁重点就在于建筑物坍塌的危害上。因此，建筑物的抗震设计工作是十分重要的。

2 建筑抗震设计中存在的问题

2.1 建筑的结构设计专业人才的缺乏

虽然我国建筑工程得到了空前的发展，但是我国建筑工程的专业设计人才还是十分的匮乏，我国众多高校里，建筑设计专业还是比较欠缺的，我国大部分建筑工程的设计工作主要都是由国外设计专业进行设计，不利于我国建筑工程的进一步发展，优秀的设计人才的缺失也阻碍了我国建筑工程的进一步发展。

2.2 建筑材料与结构的选用存在问题

我国建筑工程目前的主要结构就是钢筋混凝土结构，对于一般的建筑工程来讲，钢筋混凝土结构能够比较容易的满足抗震和使用的需求，但是如果建筑工程的高度比较高，那么钢筋混凝土就不能满足基本的抗震需求。我国一些高度超出了150米以上的高层建筑工程，在进行施工的时候，为了能够从根本上保证整体结构的稳定性，往往会选择三层支撑框钢架构的方法进行施工操作，随着科学技术的快速发展，人们对于钢铁的处理能力不断的增强，钢铁制品的种类和性能得到了进一步的提高和发展，所以，建筑工程在进行设计和施工的时候，钢结构的使用效率越来越高，从根本上提高了建筑工程的抗震性能[2]。

3 建筑抗震结构设计

3.1 设置多道抗震防线

多道抗震防线结构体系需要进行多个延伸性较好的分体系的建设工作，在延伸性较好的结构构件的连接进行协同性的分析工作，多道抗震防线的设置保证了建筑物在抗震下的稳定性。以框剪结构或框架核心筒结构为例，第一道抗震防线的设计工作，应该选择少负担重力载荷的竖向构建、支撑来进行。一般来说，也就是在设计中选择轴压比值较小的抗震墙与核心筒等构件来进行第一道防线设计，如果采取轴压比较大的框架柱作为第一道防线的抗侧力构件的使用，就不利于延伸性的提升，也会带来不稳定的因素。第二道抗震防线，除了规范规定的一些方法和构造措施，还可以采用增加钢支撑的方法，让钢支撑与原结构协同工作，大大提高变形能力，地震时可以高效进行地震能量的散失与传递，保证建筑物在地震下变形幅度可控。

3.2 消能减震

隔震体系的主要作用就是能够控制地震对结构自身所带来的破坏性，根据相关调研和试验数据表明，通过隔震措施能够有效的降低60%左右的结构水平地震加速度的反应，最终通过隔震设计措施最大程度上降低结构的地震损坏。一般主要会选择消能减震的方案提高阻尼，比如建筑工程中的消能器的应用可以有效的减少结构在风力下的位移，对于减少结构地震反应的效果十分的显著。通过科学、合理的隔震设计的时候，应该通过橡胶隔震支座以及阻尼装置等部件进行有效的布置，从而形成整体复位效应的隔震层，有效的延长了结构自振周期，减少水平地震的作用，最终起到了有效的抗震效果。在进行消能减震设计的时候，建筑工程中往往会设置消能器，消能器的相对变形和速度能够进一步增加阻尼，从根本上提高了建筑工程的防震效果，保证建筑工程的质量和安全[3]。

3.3 竖向布置设计

竖向布置设计造成的建筑抗震性能降低的问题主要是建筑竖向方向建筑或构筑物的质量与刚度分配不均匀造成的，主要原因在于，建筑物逐渐趋向于高层或超高层建筑，但每层楼的功能存在一定的差异性，因此在竖向布置上也会存在一定程度的不均匀的情况，这样就会导致建筑物质量与刚度在建筑竖向方向分配不均匀。如果出现竖向方向两层或极短距离内，竖向方向的质量与刚度相差过大，那么在遭遇地震时，刚度最低的那个楼层最易遭受损坏，造成无法想象的后果。以地震情况表明，例如在1995年日本阪神地震中，存在较多钢筋混凝土结构高层建筑在遭遇地震过程中，在中部楼层直接腰斩被破坏的情况，因此在建筑竖向设计中，应避免出现较不均匀或者相差较大的竖向布置的情况[4]。