抗震概念設計在建筑結構設計中的應用

秦洪

桂林市建筑設計研究院 廣西桂林 541000

地震是一種常見的地質災害，具有很強的復雜性和不確定性，難以精確預測。地震對建筑工程造成的破壞性非常大，建筑結構的空間作用、結構材料的性質、阻尼變化等都會影響其抗震性。

1 抗震概念設計的定義

大量工程實例應用結果表明，在建筑結構設計中加入抗震概念設計，可大幅度提升建筑工程的抗震性，保證工程質量。因此，在很多建筑工程結構設計中，都會采用抗震設計概念，主要在設計中對建筑結構的抗力進行分析、計算，在建筑項目進行全面設計分析，以提升建筑工程的抗震性?？拐鸶拍钤O計比較關注建筑結構設的細節(jié)，從整體結構角度出發(fā)進行建筑抗震研究。在我國城市化進程不斷推進的背景下，建筑工程向著更高層、規(guī)模更大的方向不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的抗震概念設計已經(jīng)無法滿足實際需求。我國是地震高發(fā)區(qū)，在建筑結構設計中引入更加先進、更加科學的抗震概念設計是非常必要的，在具體設計中從高層建筑的整體結構出發(fā)，進行總體結構、建筑內部構造、工程材料的合理選擇和設計，從而最大限度上保證建筑結構的抗震性。

2 抗震概念設計的優(yōu)化準則及保證措施

地震對建筑結構的作用具不確定性和難以預測性，為提升建筑工程的抗震能力，保證地震來臨時建筑結構的安全性，保證居民生命和財產(chǎn)安全，開展合理的優(yōu)化，制定完善的保證措施，以提升建筑結構的抗震性。

2.1 優(yōu)化準則

抗震概念設計中優(yōu)化準則可歸納為 “強節(jié)弱桿、強柱弱梁、強剪弱彎、強壓弱拉”。其中強節(jié)弱桿指的是在建筑結構抗震設計中，要防止節(jié)點破壞優(yōu)先于構件破壞；強柱弱梁指的是要防止桿系發(fā)生樓層傾移破壞機制，保證柱的抗彎能力大于梁的抗彎能力；強剪弱彎指的是在建筑結構設計中，需要防止構件發(fā)生剪力破壞，保證桿件的受剪力荷載大于受彎荷載[1]；強壓弱拉指的是在建筑結構設計中需要加強對桿件截面設計，避免桿件在受力彎曲時，承壓區(qū)域的混凝土發(fā)生脆性破壞，保證受拉區(qū)域鋼筋承載力始終低于受壓區(qū)域混凝土的承載力。

2.2 保證措施

保證措施是充分發(fā)揮抗震概念設計價值和作用的主要路徑，保證措施主要體現(xiàn)在兩個方面：在建筑結構設計中需要合理調整或者限制結構構件的荷載效應。必須強制規(guī)定必要的構造措施。

在建筑結構設計中，需要嚴格按照相關規(guī)范和標準進行設計，比如：在高層建筑混凝土結構規(guī)程中明確指出，梁端截面混凝土受壓區(qū)域高度和有效高度的比值，對梁的變形能力有大影響，也決定著梁端塑性轉動量，而塑性轉動量則和截面混凝土受壓區(qū)的相對高度有密切關系。為保證鋼筋混凝土梁的位移延性系數(shù)能夠達到3-4的抗震要求，則混凝土受壓區(qū)的高度必須控制在0．25-0．35 之間。

3 抗震概念設計在建筑結構設計中的應用

3.1 注重地震設防標準設計

抗震概念設計在建筑結構設計中應用時，需要結合建筑工程所在地的實際情況和相關依據(jù)作為地震設防設計標準。因此，在建筑結構抗震設計中，需要針對建筑工程對抗震烈度的要求，來保證抗震性和當?shù)氐卣鹪O防的要求相互一致。簡而言之，在建筑結構設計時，設計人員需要建筑結構的種類和特性，對房屋實際的抗震要求進行充分考慮，以建筑結構的抗震性和當?shù)亟ㄖこ痰目拐鹦缘囊笙喾?，從而保證建筑結構總體安全性。

3.2 合理設計建筑工程的高寬比

大量實例和研究表明，在地震來臨時，建筑工程的高度和受損程度密切相關，地震發(fā)生時會伴隨著較強的波動，建筑工程的高度越高，波動頻率越高，發(fā)生傾斜和位移變化量也就越大。而如果建筑寬度比較小，地震波動會加劇，造成的破壞程度也比較大。因此，在建筑結構設計中，需要合理應用抗震概念設計，嚴格控制建筑工程的高度和戶型結構，通過降低建筑結構高寬比的方法來降低地震對建筑工程造成損壞。

3.3 加強架構設計

在建筑結構抗震設計中，需要保證建筑架構呈現(xiàn)規(guī)則性和均勻性，以降低地震震動對建筑結構造成的扭曲破壞。地震概念設計中有明確提出，如果在建筑結構設計中能夠保證平面規(guī)則、整體質量、剛度分布都均勻一致，能夠大幅度降低地震對建筑結構造成的破壞，提升抗震性，保證居民生命和財產(chǎn)安全[2]。

3.4 加強防震縫設計

防震縫設計是地震概念設計的主要內容，也是提升建筑工程抗震性的主要方法。因此，在建筑結構設計中，設計人員在初期設計時就要對防震縫合理設計，通過防震縫將建筑分為均勻、規(guī)則、獨立的結構。在建筑結構兩側都預留出充足的抗震寬度，從而將防震縫兩側的結構完全隔離。在具體設計中，可結合建筑結構的外形和結構特征，在抗震縫兩側布置抗震墻，最大限度上提升建筑工程的抗震性。

3.5 加強抗震墻的設計

對建筑結構而言，墻體是主要組成部分，加強墻體設計有助于提升總體結構的穩(wěn)定性和抗震性，為充分發(fā)揮出墻體的作用，需要結合建筑物的剛度合理布置墻體的數(shù)量和位置[3]。此外還要綜合考慮墻體承重問題，通過墻體縱面和橫面聯(lián)合設計方法，來提升建筑結構的穩(wěn)定性。如果建筑工程位于地震多發(fā)帶，需要通過增加墻體厚度的方法來提升結構的穩(wěn)定性和安全性，營造一個安全的環(huán)境，降低地震對人們造成的傷害。

4 結語

綜上所述，本文結合理論實踐，分析了抗震概念設計在建筑結構設計中的應用，分析結果表明，抗震設計是建筑結構設計的核心內容，將抗震概念設計應用到建筑結構設計中有助于提升建筑結構設計的科學性和合理性，提升抗震能力，保證人們生活的安全性，值得大范圍推廣應用。