建筑结构的减震性能分析及优化设计

YAN JIU

Jian zhu jie gou de jian zhen xing neng fen xiji you hua she ji

建筑结构的减震性能分析 54

及优化设计

郑鹏

近几年随着我国社会的不断发展，建筑行业也逐渐受到人们的重视。对于建筑结构的要求变得具体化，最突出的就是减震性能的设计，建筑结构的减震性能可以影响到人们的安全，所以在建筑结构设计时应加大对减震性能的优化设计。

在建筑行业中，建筑结构的设计是最重要的，以往的建筑设计将重心放在建筑的外观上，但是根据近几年来我国一些地区出现地震这样的自然灾害，而地震会造成建筑的坍塌，严重威胁到了居民的生命安全，所以在建筑结构中必须加入减震性，并且减震性能也需要不断地进行优化以便适应当今建筑行业的发展。

一、结构设计的概述1.结构设计的定义

结构设计分为两种设计，而本文重点在于建筑结构设计。结构设计就是经过一系列的调查，对即将要建造的房屋、大楼等进行正确的分析，并通过计算的方式将建筑内部的排布状况以及所用部件进行合理的规划，不能出现一丝的计算失误，否则就会出现不合格的建筑，轻则影响人们居住或者工作的环境；重则影响人们的生命安全。结构设计的目的就是为了建筑在建设时更加的具有稳定性以及安全性。

2.结构与建筑的关系

在社会发展中，人们最常说的就是建筑结构，将建筑与结构合为一体。而在早年间，人们却没有正确认识到两者之间得关系。在传统的工业建筑中结构在很大程度上不是处于主要地位，只是在建筑实施过程中的一种结构形式。但是在房屋建筑中，建筑与结构的关系尤为密切，房屋建筑的外形较为多样化，对于建筑实施则会出现不同的要求，所以就必须发挥结构的作用，使结构与建筑相互联系。

二、建筑结构设计的概述

建筑结构设计包括上层结构设计和基础结构设计，而在建筑结构设计中包含的内容有：墙体、梁柱、楼梯、门

框等一些最基础的设计内容，这是构建房屋的基本框架，是支撑建筑的必要条件。这些基本框架之间相互受力，在建筑接受设计时要充分考虑，必须确保建筑整体结构具有稳定性。

1.建筑结构设计的过程

建筑结构设计可以分为十三个部分，但是最主要的是建筑结构的方案设计、建筑结构设计中各方面的计算和建筑平立面的施工图三个部分。建筑结构的方案设计包含着设计的说明书、设计过程的图纸、建筑施工过程的投资情况以及建筑的透视图，而建筑方案在设计时必须严格的根据我国工程建筑施工的要求进行设计，符合建筑设计的标准；建筑结构设计中框架的计算也是建筑结构设计的重要部分，建筑内的框架都是紧密相连的，所以在建筑过程中计算好需要材料的长度、宽度以及高度，确保建筑的安全；建筑平立面的施工图是建筑结构设计的最后一个环节，建筑施工时需要根据施工图进行房屋的构建，所以在绘图的时候必须极其的精准。

2.建筑结构设计的要点

（1）建筑设计结构必须布置合理。

建筑结构设计时应该充分考虑外界因素以及内部因素，将所有可以影响到建筑构建的因素都考虑到结构设计中，为建筑结构设计打下基础。在设计时最重要的就是将所在建筑内的每一个框架，每一个环节都精准的进行排布，最后进行综合考虑，将它们在建筑设计结构中进行合理的布置。

（2）建筑结构设计时必须精准计算，确保建筑具有稳定性以及安全性。

建筑结构设计中关键的要点就是建筑设计需要考虑的安全性问题。在逐渐发展的社会情况下，人们对于房屋建筑的需求急剧增加，以前人们在选择房屋的时候比较倾向于外观好看并且环境优美的房屋，但是随着人们生活水平的提高，开始倾向于房屋的质量，是否可以为他们提供更高品质的生活。因此，建筑结构设计时要从选择房屋建筑的顾客角度出发，加强对建筑设计数据的精准计算，使建

筑更加的具有安全性与稳定性。（3）建筑结构设计时要注意绘图的精准。绘图也是建筑结构设计的一大要点，“工程造价”这个专业是目前建筑专业中最火热的专业，而工程造价专业的内容大部分都与建筑结构设计密切相关，绘图就是学习该专业时必备的技能。因为绘图的精准关系到建筑施工的状况，施工时都是根据图纸所呈现的内容进行建筑的建造，所以在绘图的时候必须做到十分的仔细。三、建筑结构设计的减震性能设计自然灾害中地震灾害的威力是十分巨大的，2008年的汶川地震造成了较大规模的人员死亡，房屋建筑坍塌，汶川地震的现场一片狼藉。早在减震设计的早期，人们通过将建筑结构转化为“刚性的建筑结构体系”已达到减震的效果，但是这种结构实施起来较为困难，因此被放弃了；紧接着刚性则对应的是柔性，柔性建筑结构也被考虑用来减震，但是它也面临着一系列的问题。而通过更多的研究发现将建筑结构设计为“延性结构体系”是最适合达到减震效果的。减震设计中有三种减震技术是效果最好的。（1）耗能减震设计是建筑结构设计中减震设计的一种形式，耗能减震顾名思义就是必须通过建筑的一些部件来完成的，而这些部件基本上都是出于弹性的状态。在地震的情况下，耗能部件会提前进入非弹性的状态，然后耗散地震产生的大量的能量，减轻震感，保护建筑结构中核心的主干部分，避免建筑发生坍塌，保证建筑不受损坏，并且还可以更大程度上保证人们的安全。（2）隔震设计是通过建筑物上部结构与下部结构之间设置隔震层实现的。隔震技术的出现打破了建筑物需要与地震硬碰硬的思维定式，被称为世界地震工程最重要的成果之一。隔震即隔离地震，隔震结构体系主要分为三个部分：上部结构、隔震层、下部结构与基础，在结构体系中设置隔离层用来保护整个建筑结构，增大阻尼，从而降低地震作用。在隔震设计中，首先需要确定隔震的目标，在一般情况下，隔震建筑的设防目标应该比非隔震建筑高；其次要确定隔震层的位置，建筑结构设计时要根据框架的布置来决定隔震层的位置，最需要注意的是地下层高比较高的建筑，隔震层应该放在地下室这一层；最后即是建筑结构设计模型隔震设计的计算，当把所有隔震设计所注意的项目全部完成之后，就需要建模，建模是建筑结构设计完成稿后最直观的呈现方式，所以必须将建筑好的模型进行精准计算，确定是否达能够达到隔震设计的效果。（3）吸震设计也是减震设计中最常见的一种，这种设计主要是依靠主体结构设计，在不影响主体结构设计的前提下安装了附加的结构。当地震发生的时候，这种吸震设计能够将地震产生的能量吸收到附加结构中，从而减轻地震对主体结构的造成的损害。在吸震设计中，应该严格把握主体结构与附加结构，要分配好的地方留好分隔缝，规划设计以便地震发生时可以里外相互吸引。四、建筑结构设计中减震性能设计存在的问题1.建筑结构设计中的减震设计缺乏规整性在建筑结构设计中最重要的就是整体性的规划，从设计到绘图的完成，都需要充分考虑建筑整体的规划是否合理。减震性能设计是在建筑结构设计的基础上进行的，所以必须综合起来进行完整的规划，而目前的减震性能设计过于注重减震性能是否可以达到效果，而忽视了减震设计的整体规划。2.减震性能设计者的思想过于保守，专业性不够建筑结构设计中安全的规划占领着重要的地位，所以一部分减震设计者会过度关注建筑的安全性能，所以采用的材料都是比较僵硬的，致使墙体过于厚重，认为这样可以达到减震效果，缺乏足够的专业性。五、建筑结构设计中减震性能的优化设计1.优化减震设计的整体结构。在传统的减震设计中最缺乏的就是对设计的综合性规划，所以在以前得减震设计中进行优化，将整体结构的布置也列为减震设计的项目当中。优化减震设计的整体结构就必须从建筑结构的测量、计算以及绘图方面出发。首先在整体结构设计时必须保留安全空间，为减震设计预留出一部分的空间；其次就是注重建筑结构中的构件应用，采用一些能为减震设计提供帮助的构件。2.优化耗能减震设计与隔震设计。耗能减震设计与隔震设计时目前在建筑结构设计中最常用的设计，但是这两种减震设计会存在一些不足之处。所以，应该在原有的基础上对这两种减震设计进行优化，耗能减震设计是通过建筑结构中的一些部件来完成的，而对于减震设计中的部件应用有着强烈的要求，因此应该优化耗能减震设计中部件的使用，必须经过质量的检测，以确保可以达到耗能减震的效果；隔震设计在建筑结构设计中更加的普遍，隔震设计一般是根据建筑结构设计的排布情况进行的添加设计，所以它处于重要的地位，但是还是会出现隔震层选择不恰当的地方，因此要优化隔震层在建筑结构设计中所处的位置。六、结语随着我国建筑结构设计技术的不断提高，减震性能的设计已经变得越来越契合社会的发展，减震设计是从人们住房的安全性出发，减轻地震带来的损坏，我国的减震性能设计已经被逐步的应用到建筑结构设计当中，并且依然处于不断优化的过程中。（作者单位：河南省建筑设计研究院有限公司）55