建筑結構抗震優(yōu)化設計研究

崔彥素 郭玉林

摘要：近幾年，我國地震災害現(xiàn)象時有發(fā)生，其中尤以汶川地震為重，給國家和人民帶來慘痛代價。這就要求建造的建筑具有良好的抗震性，降低地震災害的損失。本文主要對建筑結構抗震設計進行分析，并提出抗震優(yōu)化的具體策略，希望能夠為人們提供更加安全、可靠的居住環(huán)境，促進我國建筑業(yè)的健康發(fā)展。

關鍵詞：建筑結構；抗震優(yōu)化設計

引言

通常情況下，建筑結構的抗震設計就是依據(jù)地震時對建筑結構造成的破壞以及長期積累的實踐經(jīng)驗總結出得一種基本的設計理念和設計思路。在實際應用過程中，地震的震動比較隨機，很難把控，給建筑結構的抗震設計帶來一定的困難。因此，我們只有加強建筑結構抗震設計的合理性，才能有效提升工程項目施工質量和抗震能力。

一、建筑結構抗震設計概述

（一）建筑抗震設計的主要內容

在建筑結構設計中，抗震設計是非常重要的環(huán)節(jié)。建筑抗震設計的目的是為了減少地震對建筑造成的破壞，保障人民的生命財產(chǎn)安全。建筑在建筑結構抗震設計中，首先要對建筑的整體結構進行把握，進行概念設計。建筑概念設計的目的是提高抗震計算結果，提高建筑的防震性能。第二，進行抗震計算。由于建筑結構的抗震設計需要有精確的數(shù)據(jù)做支撐，因此，建筑就需要通過嚴謹?shù)目拐鹩嬎愕贸鲂枰臄?shù)據(jù)。第三，注重采用恰當?shù)拇胧┨嵘Y構性能。建筑在抗震設計中要高度重視上述內容，缺一不可。

（二）抗震設計目標與原則

為了提高建筑結構的抗震性能，需要明確設計目標。建筑該設計主要是針對建筑整體，提高其抗震性能，避免在設計中出現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)，進而影響結構的整體性能。建筑在抗震設計中，要遵循相應的建筑設計原則。建筑第一，抗震設計要把握建筑的整體結構性能，通過嚴謹?shù)挠嬎?、受力分析提高結構的堅固性。建筑第二，實現(xiàn)結構的合理設計，力度均勻分散，避免結構的薄弱環(huán)節(jié)。建筑第三，確保結構具有足夠的剛度用來對抗地震的沖擊，提高結構抗震能力。

二、結構抗震的計算與驗算

在抗震設計中，進行計算與驗算的目的是為了更好地結合已經(jīng)確定的設計方案，為結構的抗震設計提供更加準確的數(shù)據(jù)。建筑根據(jù)計算可以確定地震對建筑結構造成的效應，再將這一效應與其他荷載效應以組合的方式進一步驗算，就可以通過精確的數(shù)據(jù)計算避免結構變形。常見的計算方法有三種。建筑第一，底部剪力計算法。建筑該算法具有一定的理想性，以簡易的倒三角形進行計算，數(shù)據(jù)結果精度有待提高。建筑第二，振型分解反應譜計算法。建筑該方法可以提高計算結果的準確性，主要采用的是振型分解的原理和反應譜理論對程度最高的地震反應進行分析與計算。建筑第三，時程分析計算法。建筑該方法可以進一步提高計算結果的準確程度，利用地震波對建筑結構的影響，采用運動微分方程進行計算。計算完畢后，還要結合有關規(guī)定進行驗算。建筑驗算時要采用彈性變形驗算的方法，減少地震對非結構構件的傷害。建筑在驗算時，還要對多遇地震下的結構強度進行驗算，這樣才能減少結構構件被破壞的可能性。建筑如果建筑遭遇到罕見的地震（級別很高，破壞力極強），就需要進行結構彈塑性變形的驗算，避免建筑因地震級別過高而坍塌。

三、建筑結構抗震設計的優(yōu)化策略

（一）建筑恰當處理結構荷載

在對建筑結構進行設計之時，抗震理念是必須要融入其中的，這是保證建筑具備較高抗震性能的基礎所在。當然，設計中還要將強弱協(xié)調原則予以有效落實。這也就是說，要確保柱、剪、節(jié)點以及壓力中心的強度得到進一步提升，而梁、彎、桿件以及拉力中心的強度則要濕度減弱。簡單來說，就是要確保柱端的承載力要大于梁端，桿件抗剪能力要高于抗彎能力，同時要保證節(jié)點不會出現(xiàn)提前損壞，桿件受到破壞，但受壓區(qū)混凝土承載力要超出受拉區(qū)鋼筋承載力。

（二）優(yōu)化建筑空間和平面設計

建筑結構設計空間與平面設計是非常重要的一部分，在進行結構抗震優(yōu)化設計的過程中必須嚴格遵循建筑結構設計流程，以實地勘察數(shù)據(jù)為基礎，確定建筑的高寬比。在建筑平面設計中，應該加強建筑抗測力構建布設的規(guī)則性要求，盡量選擇鋼筋混凝土框架作為結構抗震的首要條件，采取軸壓較低的鋼筋混凝土框架柱，以此達到建筑結構設計要求。需要重視在建筑結構的抗震設計中，結合建筑結構的剛度與承載力等多方面的因素進行考慮。這樣可以保證結構的受力比較均勻，在根據(jù)實際的情況，使設計更加的合理化，提高建筑工程結構的抗震性能。另外對于建筑結構的傳力途徑進行分析，通過合理的方法減小地震對建筑造成的傷害。

（三）選擇合理的建筑場地

建筑工程的選址，需要符合建筑使用與建筑功能等多方面的要求。在我國的建筑結構中抗震優(yōu)化設計中，需要盡量選擇地勢較平坦的區(qū)域作為建筑場地，還要保證現(xiàn)場土層的結構具有很強的密實度與強度，可以支撐起建筑結構的荷載力。若該地區(qū)屬于軟土路基，需要及時的進行灌漿處理，保證地基的承載能力。通常情況下，建筑工程的施工場地周圍需要避免陡坡、河岸邊緣等等，這些地區(qū)的土層密實度較差、硬度也不合格，一但在這些區(qū)域中建設工程，就會對建筑工程結構的穩(wěn)定性能與抗震性能產(chǎn)生影響。如果發(fā)生了地震災害，這些建筑抵抗地震的作用將會大大的減小，特別是容易發(fā)生滑坡或者泥石流的山體地區(qū)，對于建筑工程結構的抗震性能影響更大。這些對人員的生命與財產(chǎn)安全產(chǎn)生重要的影響，所以在選址的時候需要盡量避免這些地質條件的使用。提高建筑結構的穩(wěn)定性與抗震性。

（四）建筑抗震設計具體構造

建筑結構的類型有很多，因而在確定抗震構造之時必須要將建筑建筑類型作為主要的考慮方面，這樣可使得建筑結構與抗震構造形建筑成整體關系，共同抵擋地震的破壞，抗震效果也會得到強化。比方建筑說，建筑如果采用的是磚混結構，那么在抗震設計之時，就要采用建筑水平圈梁加上內外連續(xù)墻構造，這樣一來，水平圈梁就能夠對相關建筑的構建產(chǎn)生一定的約束力，就算是表面結構因為地震而變得散亂，建筑內外結構墻依然能夠確保建筑不會出現(xiàn)太大的塑性變化，結構的延建筑展性以及整體性均能夠得到保證，墻體也不會有開裂的情況產(chǎn)生。

結語

綜上所述，建筑結構抗震設計是建筑物結構穩(wěn)定性及安全性的重要建筑體現(xiàn)，在建筑結構設計中，必須要充分認識到抗震設計的重要，選擇合理建筑的結構體系，做好建筑物場地的選擇，加強過程中對當前區(qū)域地震情況建筑的了解，提高抗震設計的合理性、科學性。只有做好建筑結構抗震建筑設計，才能促進建筑業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻：

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