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建筑结构设计中的抗震结构设计理念孙维

发表时间：2020/5/21 来源：《基层建设》2020年第3期作者：孙维毕辉

[导读] 摘要：随着建筑设计水平的不断提高，抗震结构设计越来越受到重视，也是衡量建筑设计水平的重要因素。

        1.湖北省建筑科学研究设计院股份有限公司湖北武汉 4300682.中南建筑设计院股份有限公司湖北武汉 430068
        摘要：随着建筑设计水平的不断提高，抗震结构设计越来越受到重视，也是衡量建筑设计水平的重要因素。文章就抗震结构设计工作提出个人见解和建议，希望为相关领域从业者提供必要的参考和帮助，同时也希望我国建筑建设设计水平得到全面发展与提升。
        关键词：建筑结构设计；抗震结构；设计；理念
        1抗震建筑必要性概述
        随着地震现象的频繁发生，建筑物的安全性能越来越受到人们的重视。特别是在遭受地震灾害的地区，建筑物的抗震设计在很大程度上保障了人们的生命财产安全。地震是一种危害极大的自然灾害。抗震建筑的设计可以有效缓解地震时局部能量的集中。它采用巧妙的布局和结构，在选材上与普通建筑有很大的区别。这类建筑对抵抗地震等自然灾害具有十分重要的作用。虽然我国绝大多数地区不在地震多发区，但仍有发生地震的可能。抗震建筑的设计可以大大保证建筑的强度和韧性。而且，这种设计给人们的心理增加了一道安全屏障，使人们安居乐业，生命财产得到有效保护。
        2建筑结构设计中抗震结构设计问题分析
        2.1抗震设计概念混淆
        在抗震结构设计中，必须以“大震不倒，中震可修，小震不裂”为目标，尽量减少地震造成的损失。为了使建筑结构达到良好的抗震性能，仅仅进行抗震设计是远远不够的。要想充分保证建筑物的抗震能力，就需要加强关键部位的抗震设计。此外，设计能够降低地震力的薄弱环节，应尽量减缓地震的进程。
        2.2抗震设计验证不完善
        抗震设计试验也是提高建筑物抗震能力的重要策略。主要有三种试验方法：①震后检查建筑物的完整性；②利用地震模型进行模拟试验；③研究分析地震对建筑物的破坏。在建筑工程中，由于其规模大、结构复杂，很难直接进行抗震试验。因此，我们可以先建立建筑结构模型，然后对模型进行检验，从而得到震后建筑的具体情况。由于不同仿真软件之间或多或少存在差异，仿真结果也会有所不同。另外，由于目前使用的预测技术还不是很成熟，所以抗震设计验证的结果也不是很准确。
        3常见结构的抗震设计方法
        3.1防震缝设计
        在建筑抗震成果设计过程中，要坚持预防为主的理念。如果建筑的施工标准不能满足设计要求，可以根据设计要求设置抗震缝。在工程中设置地震缝可以分解建筑物内部结构，实现地震力的分散。为了保证地震裂缝与上部结构的分离和独立，地震裂缝两侧应留有一定的宽度。在地震发生时，通过地震裂缝可以有效地解决建筑物受力不均、结构形状不规则等问题。同时，如果内部结构的一部分损坏或变形不会影响其他部分的性能。
        3.2墙体设计
        在地震灾害过程中，建筑结构墙体容易开裂，甚至倒塌。在建筑结构设计中，墙体设计占有非常重要的地位。通过对墙体进行单独设计，可以优化设计效果。为了保证墙体能满足抗震设计要求，可采用纵向设计和横向设计，保证两个方向都能有足够的抗震性能。在墙体设计过程中，设计者应注重细节设计。例如在剪力墙结构的设计中，可以在水平设计中注意墙体的均匀性。如果遇到地震灾害，我们可以在水平位置减少地震对墙体的影响。在纵向设计方面，加强设计，避免墙体结构在地震作用下发生严重的纵向位移甚至倒塌。此外，还应确保墙体结构具有足够的承载力。墙的数量在一定程度上决定了建筑物的刚度。如果墙体数量不按设计规范设计，势必影响建筑结构的安全稳定。建筑墙体结构的刚度也难以满足要求，一旦发生地震，可能会发生严重的安全事故。

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        4建筑结构设计中抗震结构设计的具体实现
        4.1科学设计建筑结构布局
        建筑结构布置的科学性和合理性对建筑工程的抗震能力有着非常重要的影响，其中建筑结构布置平面和竖向平面的规则性和刚度是确定其抗震能力的基础和前提。为了达到理想的抗震效果，建筑结构的布置设计需要满足以下几个方面的要求：首先，建筑结构布置中的构件应尽量按规则对称的方式布置，特别是建筑物的中心与刚度中心应保持一致。其次，在建筑结构布局的垂直方向上应降低重心，避免错位问题。三是注意建筑结构中墙体、支撑柱等结构或层的强度和刚度，确保符合相关标准和要求。
        4.2 以建筑结构参数为依据
        建筑结构的抗震设计需要根据相关的结构参数，根据准确的数据信息设计抗震措施，以保证建筑不同部位的刚度和强度，保证结构不受外力破坏。因此，设计人员必须认真分析计算结构的外力，根据抗震规范要求和结构参数设计，模拟地震对建筑物的破坏，并采取有效的抗震设计方案，保证建筑物的抗震性能。
        4.3科学设计传力路径
        从本质上讲，抗震结构设计是对力学知识的科学运用。因此，合理地传递和分散地震力，提高建筑结构的抗震能力。传输路径是建筑结构抗震设计的重要组成部分。其目的是确定地震力的传递方向和路径。在输电线路设计中，要保证建筑物各构件受力均匀，同时还要综合考虑建设工程所在地区的抗震等级要求等客观因素。
        4.4设置多道抗震防线
        地震发生时，力的来源是多方面的，不同级别地震的威力是不同的。因此，设计人员需要综合考虑各种情况进行多维抗震设计，选择延性强、刚度好的构件，并对每一构件的薄弱部位增加抗震措施，从而在保证建筑结构满足抗震规范要求的基础上，完善抗震机理和抗震体系，经过多次抗震设防，震害将逐渐减弱，从而更好地保证建筑结构的抗震能力。
        4.5建筑结构的抗震设计要合理选择结构材料
        在建筑结构抗震设计中，应合理选择建筑材料。一旦发生地震，建筑结构自重将增加其倾覆力矩，严重影响建筑结构的安全稳定。因此，在保证建筑结构质量和安全的基础上，尽量选用强度和延伸性好、质量相对较轻的建筑材料，以减轻建筑结构的自重。另外，要充分考虑建筑材料的均匀性，连接构件的连续性好，才能有效地提高建筑结构的抗震性能。
        4.6建筑结构形式的选择要科学合理
        在当前的建筑结构设计中，钢筋混凝土结构是一种常用的结构形式，具有较好的整体性、可拓性和经济性。但是，一旦遇到持续地震的影响，钢筋混凝土结构在持续地震荷载作用下会出现刚度降低的情况，并引起裂缝等问题的出现，这严重影响了建筑结构，虽然新型钢筋混凝土结构施工简单易行，但其变形和强度仍存在一定的缺陷。此外，钢结构虽然具有良好的抗震性能，但其造价相对较高。因此，设计人员应综合分析建设工程施工场地的具体地质特征、地震烈度等级、工程投资成本等因素，合理选择建筑工程结构类型，保证建筑结构的抗震性能，提高抗震结构设计的经济性。
        结束语
        总之，地震灾害是一种破坏力强的地质灾害。地震发生时，可能造成严重的人员伤亡和经济损失。由于地震的突发性，很难提前预测和预防。因此，随着建筑业的快速发展，我们也应该提高建筑结构的抗震能力，使建筑能够更好地抵御地震灾害。建筑工程师应以安全稳定为核心目标，对施工区地质构造进行详细调查分析，确定相应的抗震等级标准，进行合理的抗震设计，提高建筑物的抗震性能。
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        [4]郭保民.建筑设计结构中的抗震结构设计理念[J].区域治理，2019（01）
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