房屋建筑结构优化设计及抗震设计探讨

王晓婷?王磊

摘 要：伴随着经济水平的提升，人们对于日常生活质量标准和要求也不断提高，而房屋建筑作为人们生活中不可或缺的因素之一，备受人们的重视和关注，但是就现阶段土地资源不足，人口发展趋势不断加快，所以土地资源的合理应用则显得非常重要。本文主要讨论了房屋建筑结构优化设计的重要性，从建筑结构的抗震功能方面做一介绍阐述。

关键词：房屋建筑;结构体系;抗震设计;结构设计

1 房屋建筑结构设计优化的重要性

现阶段，当代房屋建筑项目在结构设计过程中，设计师都会对整个建筑进行结构优化设计，并运用当代计算机网络技术，通过相应的数据分析，对建筑物中的影响因素进行识别。同时基于用户实际需求，可以将建筑物作为一个概念性较强的产品。在优化设计时，需要强化建筑相关知识，并通过合理的施工图设计，降低各环节资源的消耗，节约施工成本。因此，对于建筑项目开发商来说，建筑项目结构设计重要性包含以下几个方面：

1.1 建筑物结构优化设计能够提升其安全性。在房屋建筑工程设计过程中，施工设计图纸还不够完善，因此我们需要结合工程实际要求，对建筑工程进行优化设计，并重视建筑整体设计过程中存在的问题，运用概念设计，通过架构和对比，实现建筑项目结构设计施工方案的完善与优化。可以将优化设计理念应用到实践中，重视建筑工程总体性，把握设计工程的总体框架，只有这样，才可以缓减设计压力，节省人力和物力方面的资源[1]。另外，应用优化设计，还可以提升结构设计工程方案的科学和有效性，提高房屋建筑的应用性能，由此提升房屋建筑结构建设工程质量。

1.2 优化建筑结构设计能够满足部分消费者的基本需求，并利于商家获取更高的经济利益，在一定程度上不仅能满足房屋工程稳定和安全性，还能使其具有更好的观赏性。与此同时房屋经过相应优化设计，其功能也会不断加强，我们只要将功能进行合理的分区合计，整个空间结构设计也会更加合理。

1.3 房屋建筑工程结构设计不断优化，还有利于开发商合理控制成本，经过建筑工程实际施工数据分析，运用优化设计能够减少建筑材料的应用，节约人工和材料成本，在一定程度上能更好的控制成本，确保其经济利益的提升[2]。

2 房屋结构抗震性设计原则

为了取得良好的抗震性能，设计人员应该明确在抗震性能设计中的几条原则，为房屋建筑取得良好的抗震效果提供有利条件。

2.1 简化原则：设计人员应该明确一点，结构形式越简单，房屋建筑的抗震性越强。相较于复杂的房屋结构设计，越简单的房屋结构其力学计算的准确性越高，从而实现加强对房屋结构平衡性的控制力度，有效简化房屋抗震结构设计，提高房屋建筑抗震性能。除此以外，简单的房屋设计结构还可以大幅减少地震作用力对房屋结构的破坏，有效提高房屋建筑对建筑地震作用力的承受能力，全面提高房屋建筑结构设计中抗震设计的质量。

2.2 整体性原则：在进行房屋结构设计时，设计者应该立足于整体进行抗震结构设计。由于房屋建筑的抗震性概念是作用于建筑结构的各个环节之中，因此设计者在进行抗震性设计时，需要从整体出发，科学全面的考虑各种因素对抗震性的影响，增强不同结构构件的协调性，从而有效加强房屋结构的抗震性。另外，设计者还应该注意明确不同部位的力学特征，结合实际情况优化完善房屋整体结构的抗震性，确保房屋建筑在满足多种功能要求的前提下，保证房屋结构的稳定性、整体性，为保护居民生命财产提供保护[3]。

2.3 抵抗性原则：为了确保房屋结构在受到地震作用力时，依然可以保持较强的稳定性，设计者在设计房屋抗震结构时应该着重注意对房屋结构抵抗性的设计质量，从而实现房屋结构的安全性与稳定性。为了确保房屋结构抵抗性达到设计预期，设计者应该先预测理想的抵抗性效果，之后以此为目标进行设计，确保房屋结构可以在受到地震破坏时，受到的损失最小。同时设计者还应该注意严格控制抵抗力，保证房屋结构受力平衡，进一步增强结构稳定性。

3 常见的抗震结构

3.1 剪力墙结构

剪力墙结构作为当前阶段最常见的抗震架构，剪力墙一般用于高层及超高层建筑中，起着提高建筑上部结构稳定性，延长上部结构在地震中坍塌的速度，为上层居民争取宝贵的逃生时间，对提高高层及超高层建筑抗震性具有重大意义。其力学特点属于钢筋混凝土墙板结构，可以有效提高墙板对引力产生荷载的支撑力度。其支撑原理属于水平力原理，详细来讲就是墙体会连接建筑梁柱提供良好的支撑力，同时这种结构会受外力影响，不断变化，确保整体建筑结构始终处于自稳定状态，有效提高高层以及超高层建筑的抗震性，所以轻微地震很难对高层及超高层建筑产生较大影响，这也是该结构抗震性良好的佐证。但是需要注意的一点是，如果外力过大，建筑的自稳状态会被打破[4]。鉴于以上，剪力墙作为竖向承重构件，其刚度比较大，所以在承受结构侧向力方面发挥的作用比较大，而在受力时，剪力墙往往不会出现反弯点。

3.2 框架结构

框架结构是上述三种常用抗震结构中面积最大的一种抗震结构，它在自身具备良好抗震性的同时，还可以与之前所说的剪力墙进行组合形成框剪结构。梁、柱是框架结构的主要组成部件，在进行该结构设计时，设计者会将梁、柱会依据建筑受力特点进行布置，形成水平力，通过不同的梁、柱与地基结合产生的相互作用，可以有效提高梁、柱的稳定性，确保地震发生时产生的作用力会被分摊到、每一个梁、柱上，从而大幅提升建筑抗震性，避免因局部倒塌引起全面倒塌的情况出现。适用于高层与超高层建筑中，相较于剪力墙结构，框架结构的优势在于可以贯穿整体，为建筑整体提供抗震力，切实提高高层建筑居民的安全性。

3.3 框剪结构

框剪结构，就是我们上文所述剪力墙结构以及框架结构相结合所形成的组合抗震结构。框剪结构的优势在于有效融合了剪力墙结构与框架结构的优点，使其具备更优异的抗震表现[5]。框剪结构的主要组成形式是由75%左右的框架结构形成主体，之后在框架内布置剩余25%左右的剪力墙结构，并且确保剪力墙与部分重点的承重梁、柱相结合，以实现框剪结构中重点承重梁、柱在承受地震作用力时，可以先有框架结构吸收，之后在分摊给框剪结构中的其他梁、柱，而剪力墙结构可以在依靠其自稳特点，抵消分摊来的作用力，从而有效提高建筑的抗震性，经过实践证明，该结构具有良好的应用性。

4 结语

房屋结构设计是满足居民居住要求的关键环节，其中抗震结构更是房屋结构设计中的关键。设计良好的抗震结构提高房屋抗震性，最大幅度的减少地震灾害对房屋的影响，为人民的生命财产安全提供有力保障，是建筑设计的重中之重。

参考文献：

[1]邢海滔.房屋建筑结构体系选型及抗震设计探讨[J].科学技术创新，2020（19）：131-132.

[2]王炜.房屋建筑结构优化设计研究[J].城市建设理论研究（电子版），2020（08）：43.

[3]张均，孙栋梁.抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用研究[J].建材与装饰，2020（05）：69-70.

[4]魏明.试论房建结构设计体系选型及抗震设计[J].智能城市，2019，5（24）：20-21.

[5]黃传道.抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用探究[J].科技创新导报，2019，16（31）：155-156.