关于建筑结构抗震的概念设计分析

周玥君

【摘要】建筑结构的抗震性是对建筑质量进行评判的主要标准。随着近年来地质灾害的增多，建筑行业对建筑结构的抗震性投入了更多的关注和研究。文本从建筑结构抗震性的概念及设计原则入手，分析了地震对建筑结构的影响，并结合以往建筑结构设计的经验，建立了相对完善的建筑抗震机制，通过合理的结构、造型设计，科学合理的布局和严格的抗震措施来有效保证建筑结构的稳定性和安全性。

【关键词】建筑结构；抗震设计；概念设计

1. 建筑结构抗震概念设计的基本概念

我国建筑结构抗震概念设计理论的发展经历了从验算估计、应力容量计算、破损程度计算、极限状态计算等几个过程。现阶段，我国建筑结构抗震设计采用的通常是极限状态计算的模式，同时结合了概率计算的相关技术对结构的合理性、经济性等进行了进一步的提升。与传统的建筑结构设计相比，融入了概率计算的设计方法在技术的合理性、科学性上都有了显著的提升。但这种计算方式也存在着一定的缺陷和不足，例如对于一些近似值的计算就只能采用概率估算的方式，而无法得出精确的数值，对于建筑结构的准确度产生了一定的影响。从概念上来说，建筑物是一种空间组合形式，其中的各种部件在空间结构上进行搭配组合，从而相互影响和联系。因而，建筑结构中的所有部件都是整体中的组成部分，不能脱离整体而单独存在。

地震是一种复杂、多变且难以预料的地质现象。就当前的技术水平而言，要准确的预计地震发生的时间、地点、强度等是一项较为困难的任务。而建筑结构自身又是一个较为复杂的整体，在遭受地震时所受到的抗力、压强都很难进行精确的计算，其破坏机理和形变过程也难以观测和总结。在对建筑物的结构分析中必须从建筑材料、空间构成、阻力变化等各个方面进行综合的考虑。对建筑结构抗震性的分析和计算并不是一个简单的数学应算过程，而是需要结合环境、建筑特点、地震参数等多方面的因子来进行综合的分析和考虑。在这个过程中还需要有效应用各项设计原则，并制定合理、科学的整体规划方案，对每一个细节都进行有效的完善，从而提高建筑结构的抗震性能。

2. 建筑结构抗震的概念设计的必要性

2.1地震及其他地面运动的不稳定及其复杂过程

近年来，随着气候和环境因素的变化，地震已成为一种频发的地质灾害现象，尤其是在板块边缘地区及地壳活动频繁的地区，地震给当地居民的日常生活及生命財产都造成了严重的威胁。然而，由于地震发生的随机性及突发性，对地震的预测是一项难度较大的工程。尽管全世界在对地震预测的技术上已有了很大的进步，但要精确测量出地震发生的地区和时间仍是一项难以完成的任务。为降低地震对当地的不良影响，就必须做好全面的预防工作，其中对建筑结构的抗震设计是降低地震影响的有效措施。

对于建筑结构的抗震预防措施就是对建筑的基础结构进行一定的加固，并在选择建筑区域时尽量避开地壳活动频繁的地区或地质因素不稳定的地区，同时还应避免建筑周围有滑坡、泥石流等现象。通过一定的建筑结构抗震设计可以有效的增强建筑的抗压强度，当地震发生时可以抵御更高震级的地震破坏，尽量减小房屋的破损程度，在日后的灾后重建工作中减小房屋维护的投入。

2.2抗震计算如何反映建筑结构破坏的复杂过程

当前世界上对地震的研究机构尚未完全掌握地球内部运动及地震发生的规律，因此还无法建立完善的计算模型和计算机制对地震的发生地点、强度等进行精密的计算。当前，世界的抗震计算通常是基于一定统计数据基础上的概率计算，不仅计算的难度大、复杂性高，而且存在较大的误差。建筑结构在地震中的破坏过程本身就是一个十分复杂的过程。由于现代建筑结构的多变性，对于建筑的破坏规律无法得出一个统一实用的模型，因此在多数情况下，抗震计算与实际的建筑结构受损状态存在着较大的误差。在此情况下，只有对建筑结构采用全面完善的抗震设计才能有效预防地震对建筑的破坏。

3. 建筑概念设计在建筑结构抗震设计中的应用分析

3.1地基基础与建筑场地的合理选择

为提高建筑的抗震性，首先在建筑地址的选择上就要做到优化、合理的考虑。在进行建筑选址时，应尽量避免不利地段的选择。所谓的不利地段主要指地表活动频繁或地质存在断层的区段。同时，若所在地段周边曾发生过地震、滑坡、泥石流等现象时也不应选为建筑地址。当无法避免在不利地段进行施工建筑时，应尽量控制建筑的高度，同时增强对建筑结构的抗震预防措施。

在地基的具体设计过程中应满足同一性质的建筑结构应当建立在相同性质的地基上。所有的地基结构应采用同一的标准。当地基的成分为粘土、松土或新填土时，应适当增加土壤的刚性。

3.2建筑物结构、外形与尺寸的设计

合理的建筑结构、外形与尺寸的选择也是提高建筑结构抗震性能的有效途径。目前较常采用的建筑结构有钢筋水泥结构、钢筋混凝土结构、砖砌结构等。而常见的结构形式则有框架结构、简化结构、剪力墙结构等。在进行建筑结构的选择时应根据具体的施工材料、工程规模、资金投入等条件进行综合的考虑，在保证建筑安全性、抗震性的前提下，尽量实现最大的经济效益。

为满足一定的抗震性能，建筑结构通常需要符合一定的设计规范。首先，在进行建筑施工前必须有完整的设计图纸。图中必须对相关的抗震设计细节进行详细的标注。其次，建筑结构中应设置多级抗震预防措施，防止部分零件结构的破坏对建筑整体的抗震性造成影响。同时，建筑结构中还应有基本的抗震承载机制。当建筑受到强烈的撞击或震动时，可以通过一定的形变来分散作用力的大小。建筑结构还应当具备一定的刚度，避免过度的形变是建筑结构发生倒塌。

3.3选择适合建筑特征的抗震结构体系

建筑的整体抗震结构布局体系也是影响建筑抗震性能的主要因素之一。在建筑的平面布局中应尽量保持建筑的对称、平行。通过中心区域的合理设置来达到建筑设计的准确性。在建筑的垂直布局上，应符合上下结构的关联、统一，并实现受力的均衡分散。这样的布局不仅能够减少工程成本的投入，还能极大的提高工程建设的效率，在最大程度上实现建筑工程的安全性和经济性。

3.4严格把关材料质量，确保抗震施工质量

建筑结构的抗震设计对于建筑材料的选择具有严格的要求。在抗震设计中，建筑材料的选择必须符合相关规定及要求。首先，对于粘土砖而言，其强度必须高于MU10，混凝土砖块的强度也不应低于MU7.5。在钢筋水泥结构中，由于难以找到符合规定型号的钢筋结构，通常会采用其他型号的钢筋进行代替。在这一过程中，必须选择比原有钢筋强度更高的钢筋进行代替。在进行替换时，要计算好钢筋的横截面积，避免应钢筋粗细的不同而导致建筑结构的位移。有数据表明，短柱及短柱夹层在横截面积相同的情况下，能够承载的强度更大，因此在建筑结构的设计中应尽量使用短柱材料。当使用材料的强度无法满足要求时，可以通过增大材料横截面积的方式来提高材料的强度。

4. 总结

掌握概念设计，将有助于明确抗震设计思想，灵活恰当地运用抗震设计原则，不致陷于盲目的计算工作，为抗震计算创造有利条件，使计算分析结果更能反映地震时结构的实际情况，从而做到比较合理地进行抗震设计。合理的结构选型、规则对称的平立面布局、良好的构件连接和整体性、加强的抗震构造措施、严格的施工管理是提高建筑抗震能力的有效保障。

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