建筑抗震结构设计优化

在社会快速发展的21世纪里，建筑工程已经成为了当前人们尤为关注的热点之一，因此建筑抗震结构设计的优化问题也变成了人们所重视的问题了。总所周知，地震对于人类来说属于一种破坏性极强、作用迅速、突发性强的地表运动。对于建筑物的地震破坏机理是极其复杂的，对其我们要考虑很多因素，可是由于许多技术问题还是不够完善，因此当有地震发生时建筑就很难起到令人满意的抗震性能。由于在我们国家的许多个地区是非常容易发生地震现象的，所以这对于建筑抗震结构设计的工程设计来说就是一极其繁重的任务了，再进行建筑工程设计的过程中，首先要考虑的就是建筑的安全问题了。因此国家以及建筑企业一定要对建筑抗震结构设计的优化问题加以重视。

1建筑抗震结构设计原则

1．1关于结构的规则性

在建筑防震结构设计的初级阶段，要先了解建筑抗震结构设计的要求，并与之结合，优化建筑平面以及建筑物的使用功能，并对其进行合理的布局，对于那些高层建筑，一定要确保其刚度足够强，以此来降低结构扭转的影响，对建筑物的要求就是要保证其平面均匀对称，建筑物的柱网剪力墙一定要合理布置。由于这种建筑结构能够很容易的产生建筑物多地震的反应，在进行建筑防震结构设计时要对建筑合理布置，这样对于降低竖向构件间的差异变形以及结构内应力对建筑结构的不利影响有着很大的作用。在进行建筑防震结构设计的过程中要尽量使建筑物的垂直重力的荷载均匀受力，满足其结构刚度、保证其体型简单。通过近几年来的地震灾害可以表明，当有地震发生时，只有建筑物平立面的布局合理简洁，受力均匀，才可以满足建筑抗震结构设计的要求。

1．2关于层间的位移限制

当建筑结构工程师进行建筑防震结构设计的过程中要考虑到建筑结构材料、位移的限制、装修标准、结构体系、侧向荷载以及高比宽等问题。在建筑防震结构设计时要严格要求钢筋混凝土结构的位移限值，并对建筑的所处位置进行有效的设计，确保其稳定性及功能的正常使用等。建筑在地震或者是风力的作用下层间经常会出现较大位移，在建筑防震结构设计时既要满足其刚度问题，又要避免超过其承载力。

2建筑抗震结构设计注意事项

2．1注意确定基本设计信息

由建筑物所在地区建筑类别及其防烈度等对抗震等级进行确定。其中要加以注意的是，高层建筑大多都属于丙类建筑，它是不需要对设防烈度进行调整，可是甲类和乙类建筑，它们一定要依照《建筑抗震设防标准》来对设防烈度进行调整。在进行建筑防震结构设计时要明确地震加速度、地面粗糙度以及该场土地类别，这样一来建筑防震结构设计就更加科学合理了。一般来说建筑物越高，风荷载对其就有越大的影响，所以在进行设计时一定要重视基本风压，如果建筑物对风荷载较为敏感或者是本身高于60m时，一定要采用百年重现的风压区，还要按照建筑的高宽比、形状等这些来选择建筑物的体形系数。2．2正确选择设计参数以及概念设计在建筑结构方案设计的过程中，要注意概念设计，要明确建筑结构设计体系的地震作用的途径，设计多条抗震防线。注意要把建筑结构的最大高度控制在合理范围内，使建筑结构的延性足够。对于剪力墙而言，其布置一定要对称均匀，并在其纵横方向都要去布置，尽量让两个主轴方向刚度接近。另外要注意，尽量减少墙体开洞，若真的要开洞，要使洞口对齐，不要任意的开洞。对于砼结构而言，其构件要控制受力钢筋、截面尺寸以及钢筋设置，避免发生弯曲破坏慢于剪切破坏、钢筋破坏慢于钢筋锚固粘结构破坏、钢筋的屈服慢于砼的压溃。对于各个结构间的连接要注意构件节点的破坏。对于预埋件，其锚固破坏不要先于连接件。

3建筑抗震结构设计的优化策略

3．1对建筑结构的概念设计加以重视

建筑概念之所以形成就是人们对其的认知从感性上升到理性，这也反映出了人类对于事物有了更加客观的认识。在进行建筑结果设计的过程中，建筑师一定要对建筑设计的概念熟练地掌握，只有这样设计师才可能设计出一个安全经济，构建平衡，结构科学合理的优质建筑物。在进行建筑结构设计时设计师要注意把建筑概念的基本思想贯穿其中。建筑结构设计师要运用自身所积累的经验以及深厚的设计理论，形成一种属于自己的设计概念，并用其完成高水平建筑结构设计工作，建筑的概念设计对于设计师而言是其必须具备的能力之一。

3．2对建筑抗震设计理念进行加强

我们都知道，对于建筑物而言，不但要承担起其本身的垂直负荷，还要承受相当于地震冲击以及侧风向负载的力度。在建筑物中，对于不同高度的抗侧力，其冲击强度大都不同，这样就会有薄弱层面存在，在进行建筑结构设计时要尽量去减弱甚至避免。如今在我们国家的建筑抗震结构设计的规范中，一般分为两个阶段进行抗震，这样对于建筑抗震能力的提高很有帮助。首先是第一阶段，建筑结构设计师要对地震参数进行充分运用，对建筑结构在弹性的状况下所发生的地震以及所产生的效应进行计算。在进行第二阶段设计时，要用所对应的地震参数对建筑物的薄弱层面进行计算，待结果出来后再对薄弱楼层进行转角位移或者是侧向位移，可是这一定不能使设计超过规定限值，只有这样才可以是薄弱环节尽量不影响到建筑物本身。

3．3对建筑结构设计进行综合考虑

建筑结构设计师在进行设计时要考虑多种优化方案，并同时对内部因素以及外界各方面的因素进行综合性的考虑。其中内部因素主要是指建筑物各个构件本身所能够承受的受力负载，尤其是高层建筑更要对其承受能力进行综合考虑，考虑哪种建筑设计方案更加合理，但前提一定要遵循经济原则，但在水平受力的这一方面就要求对其抗倒塌能力进行研究，外界因素主要是对建筑物所受的平常风力、温度应力、抗震等进行考虑，对各方面的因素进行综合考虑，争取设计出最好的方案。在进行地基设计的过程中，要与设计师本身的实践经验相结合进行综合性的设计，与此同时设计师要提前预测其中可能会出现的各类问题，并对找出这些问题的解决措施。当计算建筑物本身的受力情况时要谨记“强柱弱梁、强剪弱弯、强压若拉”的原则，一定不要仅凭经验去判断建筑所要增加的配筋量，一定要先对构件自身的性能进行考虑，重点关注建筑物的薄弱环节，尽量降低甚至避免危害发生的几率。与此同时，对于建筑物本身的组成材料要对其温度应力进行考虑，就比如说钢筋材料，温度对其有很大的影响。所以不管怎么说，在进行建筑抗震结构设计时，不管是建筑结构选型还是建筑的设计布置，又或者说是一些有关的计算过程，一定要先对所有可能会出现的问题进行综合性的考虑，必要时要对建筑物的受力极限进行验算，只有这样才能保证建筑防震结构的合理，才能确保建筑防震结构设计的安全性以及可行性。

4结束语

伴随着高性能材料以及新型结构的出现，我国建筑行业也开辟了新天地，理顺建筑与结构两者之间的关系，确保新型结构的建筑不但能满足建筑物的使用功能，而且还能满足人们对其的外观要求。要想使设备与结构两者关系提高，一定要先了解抗震设计目前现状，再由建筑抗震结构设计者从抗震概念以及抗震经验，对工程做出正确的判断，找出一种既经济又安全的建筑抗震结构的优化设计方案。

作者：万磊 赵冰