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建筑结构抗震设计关键问题及对策研究方园

发表时间：2020/8/24 来源：《基层建设》2020年第10期作者：方园

[导读] 摘要：在如今人们追求建筑安全性的时代，设计抗震建筑是十分必要的。

        海南省建筑设计院海南省海口市 571100
        摘要：在如今人们追求建筑安全性的时代，设计抗震建筑是十分必要的。在设计过程中，要保证各部分功能有效发挥，科学地进行结构设计。在设计过程中要依据抗震标准，规范建筑高度和宽度、规范平面设计、合理设计建筑结构、科学设计布局，以此增加建筑的稳定性和安全性，保障人民安居乐业。本文从建筑结构抗震设计应重视的注意事项入手，对建筑结构抗震设计关键问题及对策进行了分析。
        关键词：建筑结构抗震设计；关键问题；对策
        1建筑结构抗震设计应重视的注意事项
        针对我国当前社会经济的快速发展，建筑行业在其中的贡献是比较突出的，而且在实际建筑施工中，其建筑形式也日新月异，特别是在多、高层建筑施工中，不但对高度有一定的要求，对其平面布置、竖向体型的设计也有着很高的要求，尤其随着建筑结构体系的多样化发展，对建筑结构抗震设计的要求也变得越来越高。而想要提升建筑结构抗震性能，就应注重以下工作的有效开展：（1）科学有效地选择建筑场地，如果其场地特征周期和建筑物自震周期比较接近时，其震害是比较严重的，所以在设计中应确保两者周期避开。（2）合理地确保建筑物高宽比、长宽比等满足相应要求，对结构刚度、整体的稳定性以及经济指标等进行宏观控制的工作。（3）确保承重墙的科学合理性。承重墙是确保建筑稳定性的重要部分，只有保障承重墙的布置和质量达到标准要求，才能为建筑物稳定性的提升提供保障。
        2建筑结构设计中抗震结构设计问题分析
        2.1房屋结构中高度与宽度问题
        房屋结构中高度与宽度比例是影响房屋建筑抗震性能的较大因素。通常情况下，房屋高度与宽度比值越大，地震作用下产生的侧移和倾斜现象越明显，其建筑结构的抗震性能越差，受地震灾害损害越严重。房屋建筑过高会产生较大振幅，不利于保证建筑的抗震性能。
        2.2材料选择问题
        对于那些位于地震高发区的高层建筑而言，建筑材料和建筑架构体系的选择将成为了抗震设计的一大关键所在。一般情况下，高度超过150m的建筑一般使用框架-支撑体系、框-筒体系、筒中筒体系等，这些建筑体系均为借鉴发达国家的建筑架构体系。需要注意的是，国外地震高发区的建筑结构以钢结构为主，而国内则青睐于使用混合结构或钢筋混凝土结构，且无论是国内还是国外均未针对钢筋混凝土结构的建筑进行大地震作用实验。
        2.3适用性问题
        在建筑结构中，抗震结构设计的适用性是重点考虑的问题。设计方在进行抗震结构设计中，对施工现场的勘察及背景调研作业落实不足，会造成其抗震结构设计方案与实际工程需求不符，最终使建筑工程抗震结构设计作业无效，并且出现返工设计及设计周期延长的现象，不利于项目工程的整体进度控制。设计方案出现适用性问题，对工程实际应用中的安全性，也造成了较大的影响。
        2.4整体性问题
        建筑结构设计中抗震结构设计为一项整体性的设计工作，因此落实抗震结构设计中的整体性控制，对建筑工程后期的应用安全及建筑工程的结构稳定性提升，将发挥重要的作用。其中整体性控制存在问题主要表现在设计方案存在缺陷及设计工艺差异化过大等方面。该类问题的出现，降低了建筑工程的结构抗震效果和安全性，造成施工进度延长，加大了施工难度，提高了工程造价成本。

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        3建筑结构抗震设计对策研究
        3.1依据抗震标准，规范建筑高度和宽度
        建筑结构的高度与宽度与建筑的稳定性具有直接的联系，高度与宽度比例失衡会为建筑埋下一定的安全隐患。抗震建筑的设计对稳定性要求高，因此，在设计过程中要严格保证建筑的高度与宽度满足规范要求。通常情况下，抗震建筑的设计有相应的标准，针对不同类型的建筑有着不同的标准。设计人员在设计过程中要严格按照相应的标准实施，对于高度或者宽度设计不符合相应标准或者失衡的情况，就需要进行适当的调整，或者对建筑进行加固，以保证建筑整体的稳定性符合抗震建筑的相关标准。例如通常情况下，对于高度与宽度失衡的建筑，如若不能改变其高度与宽度，就需要在其底部或中间部位进行设计加固，一般采取增加竖向构件或者设置加强层进行加固。此外，此方面的计算工作需要依据相关部门给定的标准进行，以确保相关数据符合标准。
        3.2合理选择材料
        在做好实地调查、收集和充分分析各种数据资料的基础上，根据工程实际确定最终的施工方案。在方案中必须明确材料类型和结构形式，满足抗震性能要求。选择的结构形式要充分考虑建筑物的高度、地基基础情况、材料以及施工技术、经济性等要素。选择的结构材料必须要具有足够的延展性和强度，同时还应保证构件连接良好。在建筑物外围护结构设计时，墙体等材料的选择尽量选取质地较轻的材料。
        3.3提升抗震设计的适用性
        要想提升抗震设计的适应性，首先就要从场地与基础部分，落实施工现场的勘察及背景调研作业，在场地的选择方面，应当要尽量避开容易断裂的地带和土质不利的地带，如：软弱土地带、断层破碎带、半挖半填地基等。若是必须在不利地带进行建设，那么需要对地基基础进行加固处理，常见的地基加固处理技术有强夯法、换土垫层法、深层挤密法等。由此可见，对高层建筑进行结构抗震设计的过程中，应当要对场地进行合理选择，并对地基进行适当处理，保证同一个体系落在相同性质的地基上，尽量保证同一个建筑使用一种基础，并保证地基基础与建筑结构之间的紧密性和相互作用。
        3.4 保证建筑结构抗震设计的整体性
        建筑结构抗震设计需要遵循整体性原则，在建筑结构中，剪力墙及框架柱的布置应尽量横平竖直，竖向构件之间的拉结梁应有足够的刚度，以保证竖向构件的变形协调，更加合理的分配风荷载效应和地震效应。楼盖在整个抗震结构中是非常重要的，其整体性与建筑结构整体性有着直接的关系，不仅要求其能够聚集和传递惯性力到其他结构构件，同时还要求相关结构构件具有较强的抗震性能，抵抗地震的作用。通过对地震能量的变化分析，采用巧妙的布局避免能量局部累积，使得地震时能量均匀分散，降低地震对建筑的破坏程度，提升建筑的抗震性能。
        结束语
        总的来说，目前由于人们生活品质的提升和观念的转变，对建筑的需求发生了巨大的变化，更加注重建筑工程的安全性能，这就需要加强建筑结构的抗震设计。在进行抗震设计中，要依据抗震标准，规范建筑高度和宽度，合理选择材料，提升建筑的适用性以及整体性，进而提升建筑的稳定性。
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