试论房屋建筑结构设计在抗震方面的研究

张朝

【摘要】面对当今世界自然灾害发生频率不断提高的事实，能够有效的提高房屋使用的建筑结构抗震能力，就显得十分的重要。由于亚欧、亚非板块的不断移动， 现阶段在世界各地发生的地震现象已经数不胜数，所以，为了提高人们的生存安全程度，将房屋的建造设计合理的应用抗震结构设计，将有助于提升房屋建筑的抗震性能，使其在使用的时候能够在一定程度上地域地震的威胁，为人们的生命求救提供一定的时间，是公民在最短的时间内能够得到保证生命安全的时间。可见，在房屋建筑结构中应用抗震结构设计是多么的重要。

【关键词】抗震设计 房屋建筑 结构设计

一、建筑结构抗震的重要性

在建筑结构中应用抗震结构的设计，首先能够保证人员的生命安全，为内部人员的逃生以及求救争取宝贵的时间；其次，强化了建筑结构的设计，增加了建筑结构的抗震性，也将是建筑结构的使用寿命得到提升，使其利用价值得到不同程度的飞跃。建筑的基本功能是供人们居住，随后才是审美价值的体现。就建筑的基本功能来说，其能够供人居住的首要前提是安全，包括使用安全以及建筑物自身的安全。也就是说，建筑物只有在保证了自身安全的前提之下，才能够供人们使用。因此，在建筑物的设计和建设过程中，往往需要对影响建筑安全性的因素作全方位考虑。地震作为一种不可预知的自然灾害，其对建筑物安全性能的影响极大。而建筑物的安全一旦遭受威胁，必然会出现倒塌事件，从而砸伤和掩埋生命，给人们带来物质和精神上的双重损失。因此，建筑物在建设初期就必须做好抗震的准备工作，从根本上确保人们的生命和财产安全。

二、房屋建筑结构设计中抗震设计需要遵循的基础性原则

为保障房屋建筑结构抗震设计质量，保证抗震设计方案的可操作性与可行性，要求在抗震设计中遵循以下基础性原则：

（一）确保建筑结构构件其性能符合设计要求在进行房屋建筑结构设计时，需要确保建筑结构构件的刚度、承载能力、延性、稳定性等属性参数可以满足抗震的基本要求。结构构件设计时，需要依据墙柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件的基本设计原则。在结构构件设计过程中，可能存在着构件薄弱问题，为此，需要采取措施提高其抗震能力，例如调整地震力系数。

（二）确保建筑结构设置抗震防线数量抗震结构体系是由若干具备一定延性的分体系构成，通过应用具备延性的结构构件进行分体系连接，从而实现抗震结构体系构建。如在该建筑工程中，其建筑为框剪结构，框剪结构是由延性框架与剪力墙两大分体部分构成，由多肢剪力墙体系组成。在出现地震后，多会伴随发生多次余震，如在建筑结构中仅仅设计有一道抗震防线，则该住宅建筑在经过第一次地震破坏影响后，还需要承受余震带来的损害，通过损伤积累，最终引起建筑物承载力不足，抗震能力丧失最终倒塌。

（三）确保房屋建筑结构构件强弱关系处理的科学性在房屋建筑结构抗震设计中，需要针对构件强弱关系进行科学化处理。在楼层内其耗能构件出现屈服后，剩余抗测力构件则仍处于弹性阶段，这种处理方式，能够确保有效屈服保持较长阶段，提高建筑结构抗倒塌能力与延性能力。如抗震设计中存在着部分构件超强，则会导致其他构件相对薄弱，为此，应科学处理构件强弱关系，保障建筑结构抗震性能。该住宅建筑在进行抗震设计时，综合考虑住宅建筑区域条件，考虑建筑工程实现，遵循抗震设计基础性原则，保障了住宅建筑抗震设计效果。

三、抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用

房屋建筑的结构设计在整个房屋建筑施工中造价比重较大，建筑的结构设计中心理念在于"实用、经济和安全"，抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用基于这一中心理念而产生。由于地震的不确定性和破坏性特点，因此在房屋建筑结构设计中应用抗震设计体现了设计的安全概念以及对自然灾害的预防措施。下面笔者从提高房屋建筑结构的抗震力和降低地震作用对房屋建筑的影响几个方面论述抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用。

（一）提高房屋建筑结构的抗震力。出于对建筑结构抗震功能的保证，在房屋建筑结构设计中要特别注意做到以下几点：a.在房屋建筑结构设计中要考虑地基的稳定性因素，挑选对抗震有益的地基，防止地基变形影响抗震功能；b.同一房屋建筑结构单元要设计在性质一样的地基上，要把地基最大潜力融入房屋建筑的结构设计，有利于发挥地基的抗震功能；c.房屋建筑结构设计尽量做到规则、 对称，以降低地震作用导致的房屋建筑变形度以及避免地震作用力集中导致房屋建筑扭曲的状况发生；d.房屋建筑的整体结构设计中要多加几道抵抗防线，以提高房屋建筑结构的抗震力，同时建筑结构受力设计要明确，防止存在建筑结构局部薄弱；e.最大程度的减少房屋建筑结构自身重量，从而减小房屋建筑对地基的压力，达到缓解地震冲击作用对建筑体的影响力；f.注重房屋建筑结构空间的统一性，在房屋建筑结构的平面上强化连接，建筑的竖向结构刚度要达到能支撑整个建筑重力。

（二）降低地震作用对房屋建筑的影响。现最被工程界认可的一个办法是在建筑基础与建筑的主体部分之间加设一个隔震层，有的设计师在建筑物的顶端部分加设一个"反摆"。此反摆的作用是能够在地震时使建筑物的位移方向相反，由于建筑物在地震时受到震动使得阻尼作用加大，降低了加速度，降低地震的作用。根据试验得知，如果对"反摆"设置合理，那么对降低地震作用的概率可达 65%， 也能最大限度地减少建筑物内的物品受损程度。这一方式在国内外正被广泛地研究，并应用到了实际的工程建筑中，不负众望地取得了较好的成效。

（三）设防标准。我国明确规定，建筑的使用价值被区分成 4 个类别：甲乙丙丁。甲类和乙类建筑：当抗震设防的烈度是6度～8度时，应该符合本地的抗震设防再高1度；丙类建筑：丙类建筑的抗震措施以及抗震作用都应该要符合本地的抗震设防要求；丁类建筑：在通常情况之下，地震措施可以相对于本地抗震设防的要求适度降低，但地震作用必须符合本地的抗震設防要求。

（四）保证建筑的刚度。在建筑结构的设计过程中，合理地设计和确定建筑物的刚度非常重要。因此首先要考虑到的是采用大量的钢筋混凝土。主要是在已有的钢筋混凝土之上使用"钢结构"对其进行进一步加层加固。加固分为两种情况：a.如果所需要进行加层的建筑结构的体系是钢结构， 而国家规定：上部是钢结构、 下部是钢筋混凝土两种不同的体系结构是不符合抗震规范的。因为上下两部分结构的刚度以及阻尼比不一样，是属于不合理的设计。b.假设屋盖的部分是采用钢结构，而钢筋混凝土仍然是作为整个建筑结构的抗侧力的主要体系，则必须根据相关的规定进行抗震设计。

表1 按建筑类别和场地类别调整后的抗震措施（强度）

建筑类型

场地类型

设计基本地震加速度/g

0.05

0.10

0.15

甲、乙类

I～IV

7

8

8

丙类

I～IV

6

7

7

丁类

I～IV

6

7

7

需要注意的是建筑结构刚度一旦过硬，那么在地震时建筑结构所需要承受的地震作用就大，则后果严重，并且会对建筑材料造成大量的浪费；而如若建筑结构刚度过柔，那么在地震时建筑结构会过大的变形，影响到建筑的本身的强度以及正常使用功能。

（五） 把握建筑本身的抗震性能。抗震设计在房屋建筑设计中的应用主要是为了能够保证人类的生命安全及财产安全。根据抗震设计原则进行设计的大部分建筑基本都可以在地震作用下保证人类的生命安全。但是近些年来，由于美国、中国、日本等等许多国家相继发生"破坏性地震"，这些都不是传统的抗震设计思想所能够解决的。因此许多国家都开始深刻地反思当前抗震思想在房屋建筑设计中的应用方法。

抗震设计是根据地区的实际震害以及以往的工程经验所构成的基本设计原则 --"小震时不能破坏建筑、中震时建筑可以维护加固、大震时建筑不倒"。因为对于融入抗震设计的房屋建筑设计而言，抗震概念设计的正确性远远大于数值计算的正确性。房屋建筑在开始建设前会灵活地根据抗震原则对建筑地区进行实地勘察，主要勘察内容是建筑结构在发生地震时的整体反应以及预估将会被破坏的机制，这些都需要在建筑建设前仔细勘察，以便能够更好地提高建筑本身的抗震性能。

四、結束语

综上所述，在房屋的建设中，注重房屋建筑结构的抗震性能设计，对房屋的整体建造的影响是十分巨大的。完善房屋建筑的抗震设计以及抗震结构的施工调整，使建筑物具备真正的抗震能力，这是当代建筑产业发展中所必须重视的重要环节。

参考文献：

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