芻議抗震設計在房屋建筑結構設計中的應用

摘要：高層房屋建筑逐漸成為城市建筑的主體，為確保高層房屋建筑應用性能及安全性，需要在建筑結構設計中重視并確保抗震設計的可靠性。本文結合自己的工作經驗，對抗震設計中應遵循的基礎性原則進行探究，采取有效的抗震設計，有效保障建筑安全性。

關鍵詞：抗震設計;房屋;建筑結構;設計;應用

1.建筑結構抗震設計中的基本原則

在進行建筑結構抗震設計的過程中需要遵循一定的原則，講求方法，才能夠確保設計方案的科學性和可行性。為此，設計的過程中需要遵循以下原則。

1.1確保結構構件具有必要的性能

在進行抗震設計的過程中，一定要保證建筑結構構件具有一定的承載能力、穩定性、剛度和延性等性能。結構構件需要遵循強柱弱梁、強剪弱彎、強底層柱、強節點弱構件的設計原則，在設計中對于可能會造成構件相對薄弱的部位，需要采取從事提高其抗震能力，對于承受豎向荷載的主要構件則最好不作為主要的耗能構件。

1.2恰當的處理建筑結構的構件強弱關系

在設計的過程中需要正確的處理好構件的強弱關系，在統一樓層內使主要耗能構件屈服之后，其他抗側力構件則仍然處于彈性階段，這樣能夠使得有效屈服保持較長的階段，能夠保證建筑結構的延性和抗倒塌的能力。需要注意的是，如果在抗震設計中一部分結構的設計超強，那么就會導致結構的其他部位出現相對薄弱的現象，所以說在設計的過程中需要恰當的處理結構的強弱關系，對于不合理的加強的作法或者是在施工中以大代小，改變抗側力構件配筋的這些做法都需要盡量的避免。

1.3盡量多的設置抗震防線

一個抗震結構體系需要有多個延性較好的分體系組合而成，并且由延性較好的結構構件連接協同工作。例如框剪結構就是由延性框架和剪力墻兩個分體組成，雙肢或者多肢剪力墻體系組成的。由于在一次地震之后將會伴隨著多次余震的出現，如果在結構設計時只有一道防線，那么在建筑遭到第一次破壞之后再遭余震，就會因為損傷積累導致建筑物坍塌。抗震結構體系應該有最大可能數量的內部和外部冗余度，在設計中需要有意識的建立起一系列分布的屈服區，這樣能夠使結構吸收和消耗大量的地震能量，從而能夠提高建筑的抗震性能。

2.抗震設計在房屋建筑結構設計中的應用

房屋建筑的結構設計在整個房屋建筑施工中造價比重較大，建筑的結構設計中心理念在于“實用、經濟和安全”，抗震設計在房屋建筑結構設計中的應用基于這一中心理念而產生。由于地震的不確定性和破壞性特點，因此在房屋建筑結構設計中應用抗震設計體現了設計的安全概念以及對自然災害的預防措施。下面筆者從提高房屋建筑結構的抗震力和降低地震作用對房屋建筑的影響幾個方面論述抗震設計在房屋建筑結構設計中的應用。

2.1提高房屋建筑結構的抗震力

出于對建筑結構抗震功能的保證，在房屋建筑結構設計中要特別注意做到以下幾點：a.在房屋建筑結構設計中要考慮地基的穩定性因素，挑選對抗震有益的地基，防止地基變形影響抗震功能;b.同一房屋建筑結構單元要設計在性質一樣的地基上，要把地基最大潛力融入房屋建筑的結構設計，有利于發揮地基的抗震功能;c.房屋建筑結構設計盡量做到規則、對稱，以降低地震作用導致的房屋建筑變形度以及避免地震作用力集中導致房屋建筑扭曲的狀況發生;d.房屋建筑的整體結構設計中要多加幾道抵抗防線，以提高房屋建筑結構的抗震力，同時建筑結構受力設計要明確，防止存在建筑結構局部薄弱;e.最大程度的減少房屋建筑結構自身重量，從而減小房屋建筑對地基的壓力，達到緩解地震沖擊作用對建筑體的影響力;f.注重房屋建筑結構空間的統一性，在房屋建筑結構的平面上強化連接，建筑的豎向結構剛度要達到能支撐整個建筑重力。

2.2降低地震作用對房屋建筑的影響

現最被工程界認可的一個辦法是在建筑基礎與建筑的主體部分之間加設一個隔震層，有的設計師在建筑物的頂端部分加設一個“反擺”。此反擺的作用是能夠在地震時使建筑物的位移方向相反，由于建筑物在地震時受到震動使得阻尼作用加大，降低了加速度，降低地震的作用。

根據試驗得知，如果對“反擺”設置合理，那么對降低地震作用的概率可達65%，也能最大限度地減少建筑物內的物品受損程度。這一方式在國內外正被廣泛地研究，并應用到了實際的工程建筑中，不負眾望地取得了較好的成效。

2.3設防標準

我國明確規定，建筑的使用價值被區分成4個類別：甲乙丙丁。甲類和乙類建筑：當抗震設防的烈度是6度～8度時，應該符合本地的抗震設防再高1度;丙類建筑：丙類建筑的抗震措施以及抗震作用都應該要符合本地的抗震設防要求;丁類建筑：在通常情況之下，地震措施可以相對于本地抗震設防的要求適度降低，但地震作用必須符合本地的抗震設防要求。

2.4保證建筑的剛度

在建筑結構的設計過程中，合理地設計和確定建筑物的剛度非常重要。因此首先要考慮到的是采用大量的鋼筋混凝土。主要是在已有的鋼筋混凝土之上使用“鋼結構”對其進行進一步加層加固。加固分為兩種情況：a.如果所需要進行加層的建筑結構的體系是鋼結構，而國家規定：上部是鋼結構、下部是鋼筋混凝土兩種不同的體系結構是不符合抗震規范的。因為上下兩部分結構的剮度以及阻尼比不一樣，是屬于不合理的設計。b.假設屋蓋的部分是采用鋼結構，而鋼筋混凝土仍然是作為整個建筑結構的抗側力的主要體系，則必須根據相關的規定進行抗震設計。

3.抗震設計在房屋建筑結構設計注意事項

除采取以上措施外，抗震設計在房屋建筑結構設計應用時還應特別注意以下幾項內容：

3.1建筑構件及連接點抗震設計

在社會發展推動下應用在建筑工程中的構件形式與種類日益增多，例如，玻璃幕墻、花崗巖、大理石板材等，不可否認這些構件很大程度上提高了房屋建筑性能，但設計時還應注重抗震方面的考慮，同時還應保證房屋建筑主體結構連接符合抗震標準要求。另外，房屋建筑設計過程中還涉及諸如壁櫥、玻璃隔斷、內隔斷等非結構構件，為提高其在地震中的穩定性應將其與主體結構連接牢固，以防止其在地震中出現倒塌現象。

3.2嚴格控制設計限值

抗震設計過程中嚴格控制設計限值包括兩方面內容：其一，準確把握建筑層數與總體高度。實施證明房屋建筑抗震設計按照相關規定，將建筑的層數和高度控制要求范圍內，可有效降低地震的破壞。例如，假設房屋建筑設置成8度的設防烈度，此時建筑層數應小于6層，如其為粘土磚多層房屋總體高度應低于18m;如房屋建筑框架為鋼筋混凝土時，整個建筑物高度應低于45m。其二，嚴格控制局部墻體尺寸以及橫墻間距尺寸大小。事實證明，如橫墻之間具有較大距離時會消弱樓蓋平面剛度，阻斷地震力的傳遞，增加縱墻的側向變形程度，減低地震承載力，最終使縱墻因穩定性差而倒塌破壞。另外，建筑局部墻體，例如內墻陰角等位置如不滿足相關標準規定，受地震影響極易發生倒塌和開裂現象。因此房屋建筑抗震設計時應充分考慮上述問題，降低地震給房屋建筑造成的不良影響。

3.3屋頂建筑抗震設計注意事項

房屋建筑抗震設計時不能忽略屋頂建筑抗震設計，設計時應認真把握以下內容：首先，在滿足設計標準前提下最大限度的降低房屋建筑高度。同時注重輕型建筑材料的應用，并保證屋頂建筑剛度和質量均勻分布，使地震作用力通暢的傳遞;其次，保證房屋建筑下部重心和建筑重心保持一致，以增強建筑穩定性。

4.結語

隨著全球自然災害的頻發，其中地震災害的發生概率越來越大，越來越多的生命、財產安全受到威脅，為了能夠最大限度的減少經濟損失，因此我們需要對抗震設計在建筑工程中的應用進行探討，進而增加其應用范圍，最大限度的減少經濟損失。

參考文獻：

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