房屋建筑結構抗震設計分析

王 亮

(山西省第二建筑設計院，山西 長治 046000)

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房屋建筑結構抗震設計分析

王 亮

(山西省第二建筑設計院，山西 長治 046000)

總結了房屋建筑結構的抗震設計目標與基本要求，簡單介紹了其抗震設計原則，從防震縫、屋頂和墻體部分、立面和平面、施工場地四方面，分析了房屋建筑結構的抗震設計要點，確保房屋建筑結構的抗震性能。

抗震結構，防震縫，施工場地，建筑物

地震作為一種危害性巨大的災害，會對房屋建筑造成毀滅性破壞，直接威脅到人們的生存環境，甚至造成人身事故發生。因此在房屋建筑設計階段，需將抗震性作為重點對待，同時需根據地區地質環境、水文環境等科學設計，從而提高建筑結構的整體抗震性，降低地震災害所造成的損失。基于此，下面對房屋建筑結構抗震設計的相關內容進行了總結。

1 房屋建筑結構的抗震設計目標與基本要求

1.1 抗震設計的目標

我國當前對房屋建筑的抗震要求可以用“三水準”概括，即“小震不壞、中震可修、大震不倒”，這一標準的具體解釋為：以所在房屋建筑地的抗震設計烈度為標準，如果發生的地震低于此標準，房屋建筑保持完好，或不需要進行維修工作依然能夠繼續使用，則居民的居住安全不受影響，那么可采取的抗震結構應為彈性體系，同時可使用彈性反應譜進行分析；如果發生的地震強度與標準相當，在經過簡單維修，或不需要進行維修工作依然能夠繼續使用，則建筑結構在受到地震影響后，會成為非彈性結構階段，但是產生的結構變形或損壞仍能夠保持在可維修的范圍內；如果發生的地震強度高于此項標準，則其設計需保證建筑物不會出現坍塌，且需注意的是，其會出現變形程度較高的非彈性變形，但不影響建筑物內及周邊人員及時撤離。

1.2 抗震設計的基本要求

在具體的設計工作中，設計人員首先需考慮水平荷載。一般來說，房屋建筑的高度和自身重力參數，以及樓面荷載呈現正相關關系，但需要注意的是，只要房屋建筑的高度確定，它的荷載參數就會成為一個定值，而一旦荷載參數處于不恒定狀態時，就會直接影響到結構動力的差異性。除此之外，還包括結構延性因素、側向唯一因素、軸向形變因素等，對于這些影響因素的把控，可有效提高房屋建筑的整體抗震性，同時對于設計人員來說，在結構方案設計中重點考慮這些因素，并正確處理各個因素之間的關系，可保證抗震設計性能最佳。

2 房屋建筑結構的抗震設計原則

2.1 豎向均勻性原則

保證房屋建筑結構的豎向均勻，可將受到的外力減少，起到一種緩沖作用，避免房屋因為外力沖擊而出現扭曲。由此設計人員在對房屋建筑結構進行設計時，就要牢牢把握這一原則，對轉換層的荷載進行均衡處理，同時還要設置相應的抗震縫，并對整體結構的比例進行合理控制。另外在建筑的內部空間設計中，還要保證內部墻柱間的連接一致性，以此可對地震所產生的能量進行吸收，從而減輕其帶來的破壞力。

2.2 整體合理性原則

這一原則的重點在于建筑物各部分之間組合的科學性，且需在具體的組合上滿足抗震性要求，只有房屋建筑結構整體合理有序，才可為抗震設計提供有力支持。其次對于房屋建筑結構的抗震性設計，還要保證其基礎設置與相關規定相一致，實現地基基礎的堅實穩固，保證其具有足夠的承載力，與此同時，還要將結構的整體剛度和承載力進行有機融合，實現所受荷載的分擔。

2.3 外觀設計簡單原則

通過對工程實際調查可知，對于房屋建筑結構的受力分析來說，它是技術性要求較高的一項工序，并且在具體開展上也具有一定難度。由此在對建筑物結構進行設計時，應盡可能地將其簡單化處理，不能過于復雜，以便于為受力分擔提供條件。其次在實際研究中也表明，結構簡單的房屋建筑結構所受到的地震破壞會相對較小，而且在震后也較為容易修復和控制，所以說結構設計的簡單化更能提高房屋建筑結構的抗震性。

3 房屋建筑結構的抗震設計

3.1 防震縫的合理設計

在房屋建筑結構的抗震性設計中，防震縫是必不可少的，它是提高建筑結構整體穩固性的重要保障。防震縫的設置要遵循科學合理的設置原則，即根據房屋建筑結構、建筑類型和建筑需求等進行具體分析。首先設計人員需把房屋進行獨立開來，且在防震縫的兩側上部結構中也需將其完全分離，分離的目的是為了滿足既定設計要求，實現和沉降縫、伸縮縫等之間的良好協調。其次需要根據房屋進行全高設置，設置的寬度要和房屋高度保持一致，大多數情況下，如房屋建筑結構高度在15 m以下，可采用100 mm寬，反之，則可在每增加一個梯度上，寬度增加20 mm，以實現防震縫和房屋整體結構的有效統一。

3.2 屋頂和墻體部分的設計

眾所周知，房屋建筑結構的自身質量是否良好，會直接關系到它的抗震性能，兩者之間是正相關關系，因此在結構設計中就要正確處理兩者關系，并盡可能提高房屋質量，以此來帶動整體抗震性的增強。在具體設計中，可選用質量較輕的建筑材料，減少無用的附加物，同時對于房屋的屋頂設計，也要考慮到這方面內容，在確保其具有夠強的牢固性前提下，要盡可能地將其高度降低。

3.3 立面和平面設計

1)利于抗震建筑平面和立面布置的選擇。抗震建筑平面和立面外形的選擇要盡可能簡單，且各平面形狀應盡可能規則，因為外形規則的建筑面能夠明確各部分的受力，且建筑結構在地震影響下，可對出現的各類反應進行受力分析，同時結構較為簡單的平面，還會進一步降低設計難度，在進行結構架構時也更加容易。因此這類外型規則、結構簡單的建筑面，對地震的抵抗能力更強，相反，如果建筑面的外形復雜、結構多樣，會導致房屋建筑的應力集中，結構容易變形，使抗震性能受到影響。2)建筑的各面剛度與質量的分布。如果建筑剛度分布不規則，各處質量力過于集中，會導致建筑在地面平動分量的影響下，出現變形振動現象，危及建筑質量安全。因此建筑在設計時，要將各平面的剛度和質量力的分布盡可能規則平均，而一旦出現變化，要保證變化平均。以建筑豎向收進為例，在發生地震時，由于收進部位上下雙方的不同性質，會導致雙方之間的橫隔層，也就是樓板出現應力變形，使凹角處的應力向豎直方向集中；又如隔震墻，在建筑物的底層往往會安裝防震墻，以增強抗震能力，但由于抗震墻間有一定的間隔，因此會導致建筑物豎向出現不均勻，而建筑結構間的填充層設置不連貫或錯層出現，會導致短柱的形成。另外在實際設計工作中，還要避免出現重心偏高、頭重腳輕，以及立面結構不一致等問題，這些問題對抗震性的影響是直接的，而且一旦出現，一般很難修復，且不利于房屋建筑結構的整體抗震性的提高。

3.4 施工場地的確定

施工場地的選擇是否合理，會在很大程度上影響到房屋建筑結構整體抗震性，甚至可以說是起著決定性的作用，并且建筑施工場地的不同，建筑物最后的抗震性也必然會有所差異，而且不同的場地環境，建筑物所受到的地震破壞力也是不一樣的。據此對于建設人員來說，需將房屋建筑結構的施工場地重點對待，其最佳的位置應是在地勢起伏小且開闊地區，避開斷層交匯部位，以避免地震引起其他災害發生。除此之外，施工場地的不同也會對后期的地基設計產生一定影響，從這一方面來講，要想確保整個工程施工的順利進行，就必須要處理好地基問題，保證施工場地的地基具有足夠的荷載力，不會出現沉降問題。

4 結語

在進行房屋建筑結構的抗震設計時，設計人員要具有整體觀念，從建筑結構設計的選址到工程設計，且對于抗震結構的設計考量要貫穿始終，因地制宜的找出最合適的抗震結構，確保房屋建筑結構的抗震性能。

[1] 王 勉，杜 文．談房屋建筑結構中的抗震設計要求[J]．山西建筑，2012，38(25):45-46．

[2] 陳 軍．關于房屋建筑結構抗震設計探討[J]．江西建材，2014(18)：218-220．

[3] 吳敦旺．房屋建筑結構的抗震設計要求探究[J]．江西建材，2016(24)：191-192．

Analysis on seismic design of housing building structure

Wang Liang

(ShanxiSecondArchitecturalDesignInstitute,Changzhi046000,China)

This paper summarized the seismic design goals and basic requirements of housing building structure, briefly introduced its seismic design principle, from seismic joint, roof and wall, facade and flat, construction site four aspects, analyzed the seismic design key points of housing building structure, ensured that the seismic performance of housing building structures.

seismic structure, seismic joint, construction site, building

1009-6825(2017)17-0037-02

2017-03-10

王 亮(1982- )，男，工程師

TU318

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