混凝土结构建筑抗震结构设计探析

混凝土结构建筑抗震结构设计探析

苏浩桢

华发建筑设计有限公司 广东中山 528400

摘要：近年来，我国城市化进程在随着经济发展，逐渐加快建设速度，特别是建筑行业崛起趋势可谓日益壮大，成为保障人们生活质量和社会进步的主力军。因此，提高建筑质量，以及人们的居住安全水平，至关重要。这种社会背景下，混凝土结构中的抗震设计，逐渐得到更多人的关注，及时发现问题并妥善解决，亟待研究落实。

关键词：混凝土结构;建筑抗震结构;设计

引言：高层建筑混凝土结构设计工作比较复杂，在建筑结构的设计工作中，相关的设计人员要以该地域建筑结构的实际要求为基准，调查周边的生态环境和地质情况，在其基础上应用抗震设计理念，不断的完善抗震结构的设计方案，并对地震的主要作用力进行分析，站在全局的角度上分析抗震参数，完成抗震设计任务。并根据实际情况择优进行结构选型、调整结构构件的布置方式和形式，从而提升其建筑结构设计的质量。

一、混凝土结构建筑抗震设计的必要性

混凝土结构建筑中的抗震设计，主要是指设计人员在建筑工程开工前，根据本地区建筑在地震中的坍塌情况、数量等因素进行对比分析。并以此为基础，结合现阶段的创新建设理念、实际建筑项目工程情况，设计出完善的抗震建筑结构，进一步加强建筑对地震冲击的防御能力。良好的抗震混凝土结构建筑设计，不仅可以确保人们生命财产安全，同时也为居民提供了更舒适稳定的生活环境。需要建筑设计单位，熟知地震对建筑的作用，全面考虑混凝土结构建筑的抗震参数，包括建筑外形、地基深度、结构材料等，做到既能保证建筑工程整体质量，又能为企业节省更多的资金成本的效果。

二、地震中容易受到破坏的建筑结构

1、强度不足的结构层。结合建筑混凝土的整体结构看来，如果钢筋混凝土有失稳定，就会导致建筑结构层强度变弱。一旦本地区发生地震，最先受到破坏的结构就是此处，结构层之间的弹塑性会发生剧烈变化，承受力逐渐集中，超越临界点后就会造成建筑的坍塌。

2、建筑节点及连接处。建筑结构中一般都含有很多节点和梁柱，但是如果这些连接点不牢固，整体梁柱结构上重下轻，就会导致整体建筑框架松散。地震会对建筑梁柱顶端形成损害，柱子发生弯曲后，轻则会使建筑倾斜，重则会压坏混凝土结构，降低钢筋稳固性，节点连接处脱节。

3、破坏建筑的填充墙。建筑混凝土结构中的填充墙，抗变形能力很强，刚硬度足够坚韧，抗震能力良好，一般的地震无法撼动这一层结构。但如果是超过八级的地震，会对建筑填充墙形成不同程度的冲击，墙缝断裂越严重，建筑结构坍塌的几率也就越高。再加上混凝土结构填充墙，上部分轻下部分重，经过实践研究表明，实心砌体墙受地震破坏的程度相对较高。

三、混凝土结构建筑抗震结构设计中存在的问题

1、没有进行地质调查。在建筑项目的设计阶段，设计师常常无法进行良好的现场调查。抗震结构设计仅依靠以前的设计经验，对建筑物周围环境的了解不足会导致结果达不到建筑物抗震结构设计的合理性。

2、是对建筑材料的不当使用。为了确保建筑物具有良好的抗震性能，必须选择质量和性能优良的建筑材料，但是为了降低成本，许多建筑公司忽略了材料在建筑质量和材料方面的重要性。施工材料质量差，无法满足建筑物的抗震要求。

3、缺乏合理的布局。在抗震结构设计中，建筑物的平面图和立体图必须规则且对称，确保质量和刚度均匀变化，从而为建筑物的整体抗震性能提供保障。但是，现在很多建筑物的图形设计中不对称的问题非常严重，这会影响建筑物的整体刚度和抗震性能。第四，缺乏标准化的地震接头设计。许多建筑物在设计过程中没有注意抗震缝的设计，这严重影响了建筑物的整体稳定性和安全性。

三、混凝土结构建筑抗震结构设计要点

1、扭力控制。地震作用可以分为水平作用、扭转作用和垂直作用，地震产生巨大破坏力的原因恰恰是因为这些力是整合在一起的。由于地震的发生都是比较突然的，因此必须重视扭转作用在混凝土建筑结构设计中的重要性。如果尚未建立位移标准，则需要以最大和最小位移部件的刚度为标准，确保结构位移的统一。如果出现不合理的情况，则需要及时的调整，以最大程度减少地震扭转作用产生的不利影响。

2、混凝土建筑物各层参数设置的研究。在模拟地震中，可以根据通过设施分析获得的数据来设置每一层的参数。例如，混凝土结构中墙的承载能力。在预处理阶段，有必要基于易于理解的地形条件、质量检查和其他方面建立设计框架，并应用设计概念来创建描述，以完成混凝土结构建筑物的设计。对于特定的结构设计工作，最好建立一个设计信息数据库，以便工程师可以使用查找和汇总案例的方法来开始工作。在研究结构的综合验收时，有必要选择合适的模型并以此为基础判断建筑结构的合理性。有必要研究计算机操作的结构，并为将来的计算机操作提供基础。由于混凝土建筑必须处理各种参数，例如扭转角，因此必须反复审查混凝土建筑结构的设计，以确保其具有良好的抗震性。

3、抗震结构的加固设计。首先是地震层。混凝土结构建筑物的地震层通常位于建筑物的顶部，是一种通用的基本地震结构设计，可以有效地隔离地震能量，以确保建筑物的稳定和安全使用。相关的设计单元可以在抗震地板的顶部和基础结构地板之间留有0.8m或更大的空间，以更好地满足混凝土结构的抗震要求。另外，应从功能的角度对地震层的上部平板进行深入分析和利用，如果水平力太大，则可以通过安装减震器的方式通过地震层的弯矩和剪切力将地震的冲击能力分配到墙的其他部分，从而达到地震作用。第二个是抗冲击接缝。为了更好地避免地震对建筑物产生的不利影响，需要在适当的位置对地震缝进行安装，并将建筑物分成不一样的分布形状结构。换句话说，地震缝的存在旨在减少由于地震引起的建筑物整体变形而导致与建筑物相邻的组件的相互突出。合理有效的抗震接缝设计可以通过将建筑物划分为规则的子结构来提升混凝土结构的抗震性能，以尽可能避免建筑物出现质量问题。建筑设计师需要结合实际施工情况设计科学的抗震缝，如果缝太大，会影响建筑物的美观和整个建筑结构的外观设计。最后是抗震轴承。根据地震对建筑物不同部分的影响，在冲击能量最大或伸缩光束较大的位置安装地震支撑。承受建筑物本身的负荷，具有出色的垂直耐压性和刚性，并且不容易变形。

4、注意结构的规律性。在设计混凝土结构时，应注意建筑结构的规律性，严重的不规则设计方案将无法进入选择范围。合理的布局可以有效地提高结构的抗震性，在设计中应促进平面和垂直表面的对称性。在对地震破坏进行调查之后，可以看到对称建筑物的地震破坏最小，进行抗震处理非常方便。

5、加强建筑结构的减震和隔震设计。在减震和隔震设计方面，可以选择高度紧凑的基础，并且还可以使用以下方式：首先，在选择结构构件材料时，需要选择延展性强的建筑材料，可以对地震能量进行消耗，并且建筑物不会因为地震的影响发生倒塌。其次，根据建筑物的实际需要，可以设计适当的隔离系数并设置某种隔离度，并在基础和上部结构之间安装抗震装置，以减少流入上部的地震能量，从而减少上层建筑的振动。基本的隔离类型是摩擦和滑移隔离，层压橡胶轴承隔离和支撑类型、摆动隔离、混合隔离、云隔离等；此外，为了改变结构系统的动态特性，可以对结构本身的某些组件进行结构处理，或者可以将子结构系统或减震设备添加到结构中。当前常用的减震器包括摩擦阻尼器、金属屈服阻尼器、梁弹性阻尼器、梁液体阻尼器、铅压接阻尼器等。

6、建立多条地震防线。一个好的地震结构系统由两个或多个具有良好延展性的子系统组成。这是因为地震通常会引起余震，很难防止某些结构的损坏，造成建筑结构整体的倒塌。所以，在对地震结构设计的过程中，首先必须具备最大可能的内部和外部冗余度，其次，必须构建一组完全分散的屈服体系。最后，地震防线是系统的主要能耗组件，当建筑物面临地震灾害时必须具有较高的延展性和足够的强度，以确保当主要防线由于强烈的地震作用而倒塌时，第二级和第三级防线可以承受后续地震波的影响。

结束语：综上所述，作为我国现阶段建筑行业中应用最为广泛的结构，混凝土结构建筑只有不断加强抗震设计，才能进一步提高建筑质量和使用安全。所以设计人员要运用科学创新的设计理念，不断提高建筑结构的抗震性水平，为人们提供更优质的生活服务。

参考文献：

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[2]胡忠臣.高层混凝土建筑抗震结构设计要点分析[J].房地产世界,2021(21):36-38.

[3]高继红.混凝土建筑抗震结构设计有效对策探讨[J].建材与装饰,2020(04):94-95.