探討建筑工程結構設計抗震問題

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摘要：現如今社會大眾的生產生活、消費娛樂都難以脫離建筑工程構建的空間，一旦發生地震建筑結構的抗震水平將會成為人們生命安全的最大保障。但是地震本身是具有極大隨機性的，對建筑結構造成的影響也具有極大的復雜性和不確定性。我國部分地區處于地震頻發的地帶，研究建筑結構的抗震能力對建筑工程質量的提升有著極大的價值，文章從抗震結構設計的角度出發，研究了建筑工程結構設計中關于抗震能力的設計，希望能成為我國建筑行業進步的一部分助力。

關鍵詞：建筑工程；結構設計；抗震問題

建筑結構的質量和剛度在一定程度上代表了工程的質量和強度，在設計階段應當從二維和三維的角度分別體現規則。設計復雜程度的提升可能會帶來質量與剛度的不均衡，這種類型建筑結構的抗震能力相對更弱，在面對強力的震動時大概率發生斷裂或扭轉問題，導致建筑主體產生嚴重的損壞。建筑結構的整體布局也是影響工程抗震能力的主要因素之一，案例顯示不規則或不對稱的建筑結構，在面對強震動時，發生扭轉或斷裂的概率更高。下文對不同類型建筑結構的抗震能力及設計進行了全面的分析。

1設計對建筑抗震能力的影響

建筑結構設計是影響建筑物抗震水平的主要因素，科學合理的建筑結構能夠將設計階段的抗震理念更好的表現出來。建筑物的抗震設計應當與結構設計密不可分，在設計階段就要強調抗震設計與結構設計的和諧性。換句話說，設計人員應當在方案的構思和設計階段，就要考慮到建筑工程在抗震能力方面的要求，配合結構工程師完成基礎結構的構架，嚴謹科學的選擇建筑結構，確保建筑結構剛度與質量的均衡性。設計階段還需要考慮到面對強震動時可能產生的結構形變、結構受力情況以及變形合理方面的因素，從根源上實現建筑結構抗震水平的有效提升。將對建筑工程抗震需求的考慮增加到方案的設計階段，隨著方案的不斷完善逐步呈現建筑的設計理念，為建筑工程的抗震設計起到一定的奠基和輔助作用。

2建筑工程抗震設計主要原則

2.1建筑結構的合理

為了確保建筑結構的功能滿足使用需求，在設計階段就需要敲定部分基礎內容的設計，這樣做也是為了保證建筑工程的承載力強度與結構剛硬度結合的合理性。從整體布局角度出發開展的建筑結構設計，能夠將建筑的所有部分有機的串聯到一起，進而實現整體建筑物抗震新能的有效提升。

2.2抗震理念與結構設計結合

對整體建筑工程而言，建筑設計為項目的施工提供了主要指導，通常建筑設計都要在項目施工之前盡可能完善。實際施工過程中建筑設計方案還會受到自然環境、地質條件等多方面因素的影響，不得不進行適應性調整。為了確保建筑工程的施工能夠按照預期開展，不僅僅要保證建筑設計的科學性與實用性，還需要對可能出現的變化進行預測，并留出應對和調整的空間。也就是說想要將抗震理念在建筑設計中表達出來，就要將抗震設計與建筑本身的設計進行融合。建筑物抗震能力的提升不能僅依賴外部固件對建筑本身的強化，外部強化的方式在面對強震動時效果不佳，反而可能會引起建筑物的整體倒塌。如果能夠在設計階段就將抗震理念融合到設計方案當中，就能夠從本質上實現對建筑物抗震能力的提升，在面對自然災害時才能夠最大限度的為社會大眾帶來庇護。

3強震動可能對建筑結構造成的影響分析

3.1建筑物的地基

建筑物的地基往往距離震源更近，受到的震動也更強，可能產生的變化有以下幾種：一種是建筑地基處于沖積土層，土壤結構相對松軟厚實，這一類型地基對上層建筑的影響更為顯著；其次是在強烈的震動下地基土出現不均勻沉降或液化現象，地面建筑結構受到顯著破壞或整體建筑傾斜；再次是本身就處于相對危險地質條件下的建筑工程，強震動損壞地基帶來建筑工程的損壞。最后是建筑結構受共振效應的影響，出現強震動時受影響程度相對更高。

3.2建筑結構可能產生的變化

當前國內建筑結構主要采用的結構有兩種，一種是“填墻框架”，這種建筑結構的主體的鋼筋混凝土，在面對強震動時出現剪切破壞的可能性較高。此種結構外墻框架柱在強震動環境下會因為窗下墻的限制出現短柱型剪切型損壞。而使用了框架一體建筑結構的建筑項目，案例顯示在強震動環境中受到的影響最弱。還有一種以“底框結構”為主要建筑結構的建筑物，這一類建筑物底層的剛度更弱，面對強震動環境底層首先會受到嚴重的破壞進而影響上層建筑。與之相似的還有“填墻框架”類型建筑結構，同樣是因為地層結構受影響嚴重，導致上層建筑也出現嚴重損壞。

3.3建筑結構的剛度分布

建筑結構的不同建筑物剛度的分布也不同，主要的建筑結構剛度分布類型有兩種，一種是常見的矩形平面，這類建筑主要不出現抗側立構建布置的問題，在面對強震動環境時受到的影響相對較小，建筑物本體有可能保存完好。另一種建筑結構平面呈現三角形或不對稱形狀，在面對強震動環境時極易發生扭轉，嚴重威脅建筑使用者的生命和財產安全。

3.4建筑物的不同構件

建筑結構中不同構件起到的作用不同，在強震動環境中受到影響的情況必然不同，例如建筑框架中強震動因素給梁、板帶來的影響要小于柱。以鋼筋混凝土為主要材料的窗下墻出現交叉裂縫的可能性較高。

4提高建筑工程抗震能力具體策略研究

4.1嚴謹選擇建筑場地和地基類型

建筑物所處的地質條件以及地基的質量對建筑物本身的穩定性和抗震能力的影響是直接且關鍵的，建筑場地和地基類型的選擇是提高建筑物抗震能力的基礎要素。在敲定選擇之前，首先要對所處區域的震動情況和強度進行全面的了解，借助科學技術手段掌握區域內的地質情況。確保信息的真實、有效且全面的基礎上分析目標場地開展建筑工程的可行性。除此之外，還需要對建筑物的抗震水平有清晰明確的評估和認知，在設計階段對結構進行合理的設計和安排，便于建筑物抗震理念的表達。如果評估結果顯示目標場地不適合開展建筑工程，開發單位應當盡可能的轉變建設地點，如果建設地點已經無法改變，就要通過技術手段或設計方法提高建筑物的應對能力。需要特別注意的是，高層建筑必須要建立在相對密度較高的土地上，保證建筑物的抗震能力和穩定性，充分保障使用者的安全和權益。

4.2強調建筑結構的規則

建筑結構是建筑物的主要受力對象，科學合理的建筑結構是確保建筑均衡承載的關鍵。因此在設計階段和建筑物施工的過程中，都必須要強調建筑結構的規則性，尤其是抗側力結構布局的合理性。對建筑結構的平面進行設計師，最好采用規則的形狀，為建筑物承載的均衡性提供一定的保障。盡量不要選擇不規則的建筑平面，這類建筑結構的承載力難以控制在均衡狀態，在面對強震動環境時出現的損壞也更為嚴重。

4.3結構材料的選擇和質量控制

材料始終是建筑工程質量的關鍵，材料的選擇對于建筑結構的穩定性和抗震能力有著決定性的作用。尤其是高層建筑工程的抗震設計，要整合不同建筑構件的延性，通過協調不同構件的延性實現建筑結構穩定性和抗震水平的有效提升。應當特別注意鋼筋的選擇，鋼筋的韌性越強，建筑結構能夠抵抗的震動也就越強。建筑材料的質量需要嚴格把控的，包括材料選擇、采購、管理等全部環節都要有專業且嚴格的監管。出于經濟效益的角度考慮，建筑單位必然要控制工程的造價。如何在保證建筑結構抗震性能的基礎上，找到性價比最合適的建筑材料，是建筑單位采購部門需要重點研究的內容。

4.4增加消能減震

隨著人均土地資源的緊張，高層建筑的數量不斷增加，對建筑物抗震能力的需求也在不斷上升。相比于其他類型建筑物，高層建筑物還需要附加隔振和消能的能力。想要實現這一方面的目標，就要從地基方面入手，通過地基目的和質量的提升緩沖震動給建筑本體帶來的影響。建筑結構、高度的不同都會給建筑的隔振系數帶來影響，這些內容應當在設計階段就充分的考慮并表現在設計方案當中。

4.5建筑抗側力結構的改進

大多數建筑工程的剛性要高于柔性，這種結構特點能夠降低建筑物在強震動環境下受到的破壞，整體建筑結構也不會產生太嚴重的形變。受到結構的保護，部分非結構部件的損壞也會被有效的降低。改進建筑物的抗側力結構，在面對強震動環境時建筑物的穩定性就強，能夠承受的震動幅度就大。

4.6額外增添加固設計

除了上述方法提升建筑物的抗震能力之外，還需要技術人員從建筑工程的實際情況出發，為建筑物額外增加一些加固措施。具體加固措施的選定應當依據以下幾個方面：首先是建筑工程本身存在結構缺陷，技術人員有針對性的對構件進行補充，實現提升建筑物穩定性和抗震水平的目的。也可以采用具有更好抗震能力的構建進行替換，從材料角度提升抗震能力。如果建筑物的承載力、結構剛度還需要進一步提升，技術人員應當采用擴大原有界面、增加套箍、增加構件等方式達到提升抗震能力的目標。

5結束語

綜上所述，提高建筑物的抗震能力能夠在強震動環境或地震災害的面前更好的保護社會大眾的生命和財產安全。尤其是在土地資源日益緊張，高層建筑數量不斷增加的當下，研究建筑工程抗震能力的提升對于社會的建設和發展有著積極的意義。想要實現建筑物抗震能力的有效提升，應當從抗震理念在建筑設計中的表達、建筑結構規則性的強調、建筑材料的篩選、建筑抗側力結構的優化以及附加加固設計等方面入手。通過上述措施的靈活應用，在保證建筑工程質量的基礎上，有效的提升建筑物的抗震能力和穩定性，推動我國建筑行業的發展更上一層樓。

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作者：李英 單位：濱州建筑工程施工圖審查中心