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建筑结构抗震的优化设计探究论文

摘要：建筑工程与社会经济发展有着密不可分的联系，对人们生活安全也有着密切影响。随着技术的发展，以及人们对建筑物审美、功能性要求的逐渐提高都促使建筑物在高度、安全性、功能性方面有着显著提升。其中，建筑结构抗震性设计对工程建设安全性提升起到了关键性作用，加之目前新型材料的应用以及施工技术、管理水平的提升都使得抗震设计研究有了更大的应用空间。本文就建筑结构抗震优化设计进行研究探讨。关键词：建筑结构；抗震设计；优化；研究1高层建筑抗震设计的必要性探讨高层建筑抗震设计对建筑安全有着重要的影响，因此抗震设计如何使建筑物更加稳固是目前必须要加强的研究工作。随着近些年地震灾害的危害，结构工程师逐渐对建筑抗震设计更加重视，其中工程结构宏观的“概念设计”远比“数值设计”抗震效果明显的多。建筑结构概念设计的提出是以建筑物宏观整体为基础，并根据其内部结构系统整体进行方案的实施，同时对细部构造以及材料进行合理使用，以此来达到建筑结构设计应有的效果。建筑结构设计过程中对于结构体系、构件延性、刚度分布要在宏观上进行鉴别、选择和处理，对高层建筑抗震设计中的薄弱环节要通过适当计算及构造进行消除。建筑结构设计工程师要充分运用自身敏捷的思维能力和判断能力对建筑结构设计基本问题进行确定，并延伸至设计的各个环节中。对建筑结构抗震特点、振动中的结构受力特性等进行充分的理解和分析，对关键问题重点对待，科学合理地进行结构设计。2影响建筑结构抗震能力的主要因素建筑结构整体抵御地震作用的能力被称之为抗震能力，建筑结构的变形能力和承载能力决定了建筑物结构抗震能力的强弱，也直接决定了建筑物在地震过程中面临倒塌的风险程度。一般而言，对建筑结构抗震力起到影响作用的因素主要分为以下几点：①结构总体布置。高层建筑结构体形设计情况、结构是否对称、强度刚度变化是否做到连续、均匀，结构的总体布置水平对建筑抗震能力有着较大影响。②结构选型。不同的地质特征要针对性的进行结构类型的选择，超静定次数要保证，以此对地震输入能量进行尽可能的消耗来提升建筑抗震可靠性。③结构整体性。增强建筑物竖向刚度的同时要注意各个构件之间的连接情况，保证建筑物的整体性，以此为基础建立其适应地震时可能发生的大变形的延性要求。④材料选择。建筑材料质量对结构质量起到了决定性作用，保证建筑材料质量是保障后续施工质量和抗震的基础。⑤刚度、延性强度比例。建筑结构抗震能力的体现需要相匹配的刚度、延性、强度进行合适的配比，这是建筑结构抗震的内在需求。⑥建筑场地。建筑施工前要对建筑场地进行细致的勘察勘探，选择有利的施工场地，对存在不利因素的场地要尽量避让。⑦施工质量。施工过程中对材料的使用不当、几何特征的破坏等等都可能会建筑的实际抗震能力造成影响。在进行建筑结构抗震设计过程中，要注意以上建筑抗震能力影响因素，以科学合理地进行抗震设计，保证建筑物抗震能力。3高层建筑抗震结构设计的基本原则3.1结构构件设计原则结构构件在设计时要遵循“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件、强底层柱（墙）”的原则。对于建筑结构中较为薄弱的部位进行高抗震能力设计。结构构件在承载力、刚度、强度、稳定性、延性、耗能方面应满足设计要求，主要耗能构件在延性和刚度方面应具有较高水平，承受竖向荷载的主要构件不宜作为主要耗能构件。3.2尽可能设置多道抗震防线抗震结构体系的完整性是通过多个延性较好的分体系支持组成的`，各个体系间通过延性较好的结构构件连接并进行协同工作。简单以框架剪力墙结构来说，即是由延性框架和剪力墙两部分组成。在建筑抗震结构设计过程中要考虑到强烈地震过后的余震，只设一道防线的情况下，一旦遭遇余震，则建筑物很可能不堪重负最终倒塌。抗震结构设计时，要使建筑物具备最大可能数量的内部和外部冗余度，同时建立屈服区并进行合理分布。保证主要耗能构件具有较高的延性和刚度、强度，提升吸收和耗散地震能量的能力，使建筑物在地震中避免倒塌或者屹立的时间更久。通过对结构构件强弱关系的处理，使地震时楼层内的主要耗能构件已经屈服的情况下，其他抗侧力构件仍然能够处于弹性阶段以保持“有效屈服”的状态，并保持较长时间，提升建筑结构的延性和抗倒塌能力。抗震设计中某部分结构设计强度较高则会使其他部位强度不同程度降低，所以设计过程中要注意对薄弱部位进行加强，施工过程中要考虑具体结构强度，在进行构件配筋时易改变抗侧力强度，因此要谨慎对待。3.3设计时对薄弱部位提高抗震能力判断建筑物薄弱部位的基础是构件的实际承载能力情况，在强地震发生过程中构件强度安全储备并不存在。设计时要保证建筑物楼层实际承载能力在地震来临时保持均匀变化，当发生突发状况实际承载能力与设计计算值的比值发生突变，会因为塑性内力的重新分布造成塑性变形。在设计过程中要注意局部承载力加强的同时要保证建筑结构整体的协调一致性