芻議房屋結構設計中的抗震技術

摘要：地震對人們的生命安全以及財產安全造成極大的威脅，近些年來多次大型地震在世界范圍內發生，人們對建筑安全以及建筑結構抗震設計逐漸重視起來。保障房屋的抗震性能與安全性能是現現階段建筑工程以及相關工作人員亟待解決的問題之一。這要求工作人員在實際進行作業時必須對先進的技術以及經驗進行借鑒，對抗震設計進行不斷的探索與努力。

關鍵詞：房屋；結構設計；抗震技術

地震對人們的生命安全以及財產安全造成極大的威脅，近些年來多次大型地震在世界范圍內發生，人們對建筑安全以及建筑結構抗震設計逐漸重視起來。保障房屋的抗震性能與安全性能是現現階段建筑工程以及相關工作人員亟待解決的問題之一。這要求工作人員在實際進行作業時必須對先進的技術以及經驗進行借鑒，對抗震設計進行不斷的探索與努力。

1、建筑結構設計過程中抗震設計的內涵以及目標

建筑結構設計過程中抗震設計即在建筑工程結構設計的時候充分考慮地震可能帶來的損失，針對當地的地震發生概率以及最高等級設計房屋建筑的結構，選擇設計合理的抗壓能力。建筑結構中的抗震設計主要是以目前已經趨于成熟的建筑結構抗震理論與房屋設計標準為基本理念，吸取相關地震災害中的建筑物破損情況的教訓并且結合設計師在長期從事設計工作中已經積累的經驗與前輩設計師的經驗進行房屋結構設計。建筑結構設計過程中抗震設計的目標包含兩層：第一層是滿足相應部門的要求，即委托方與投資方會對建筑結構抗震性能有一定的要求，因此建筑結構設計師應該努力使建筑的外形、結構、質量以及樣式滿足其要求的參數；第二層目標即抗震設計的深層、本質目標。建筑結構設計是為了提高建筑質量，保障消費者生命財產安全，為消費者提供更好的建筑作品，因此建筑結構設計過程中抗震設計的深層目標也是為了提高建筑物的整體性能，提高其安全性與穩定性。為了達到這一目標，結構設計師在具體設計時要根據建筑工程所在地的地質情況具體問題具體分析，不僅關注靜態的地質情況，也要將地震運動導致的地質變動情況充分考慮在內，最大程度上提高房屋建筑在極端情況下的正常使用程度，延長其使用壽命。

2、抗震設計的注意事項

在進行高層建筑結構抗震設計時，結構工程師要按照要求對結構進行設計分析，保證設計結構可以在剛度、強度以及耗能能力等多個方面達到最佳標準。因為地震都是隨機發生，所以在進行高層結構抗震時只需要保證震幅較小時建筑結構不壞，中等震幅是保證可以對結構進行修補工作，在高強度震幅的地震中需要保證建筑整體不會倒塌即可。地震破壞建筑物的機理十分復雜，同時還有很多因素存在不確定性，在進行抗震設計中，對于結構內力分析的計算方法還不完善，對于結構的空間作用和材料的質量失效都沒有進行充分考慮，同時現有的數學力學計算對于結構的抗震能力的計算還不準確，無法進行有效預計。因此在進行抗震設計時，選擇更加合適的結構形式，在增加結構剛度的同時，也要加強抗震性能和合理有效的抗震措施。震級和震中距的大小對建筑的破壞有著不同程度的影響，同時建筑物的結構、使用的建筑材料、施工質量等因素都會影響地震對于建筑的破壞性的大小。我國抗震結構設計中，結構構件必須保證其承載力、剛度、延性以及穩定性都達到標準值以上，也要在設計中要進行多種抗震防線的設置，同時應該由若干個延性較好的分體系組成一個抗震結構體系，不同抗震分體系由延性較好結構構件進行連接，提高整體抗震結構體系。在強烈地震中構件不存在強度安全儲備功效，判斷薄弱位置的基礎就是分析構件的實際承載力。為了預防因加強局部建設而影響整體剛度和承載力，所以在抗震設計時要對一些薄弱層進行有目的控制，再不發生薄弱層位移的情況下保證具有足夠的變形能力，從而提高建筑結構總體抗震性能。

3、結構抗震設計的原理

3.1建筑結構對稱性

在進行高層建筑結構設計中，要保證建筑物的平面呈現均勻對稱的情況下，保證扭轉剛度能夠減少建筑結構扭轉造成的影響。如果建筑結構的平面設計沒有保證結構均勻，則會因地震產生較大的扭轉現象，從而形成抗震薄弱層。綜上所述，設計時要保證建筑物的平面、立體都具有對稱性和整體性，才能保證建筑結構就有較大的抗震性能。在建筑結構抗震中，要保證結構的質量和剛度應均勻變化，防止因剛度中心和平面上的質量中心不吻合，造成的結構扭轉震動嚴重的情況發生。為了有效避免抗側立結構中產生薄弱層，需要保證豎向抗側力構件的從上到下逐漸增加。要保證建筑布置的合理性，減少因結構內應力和豎向構件間差異對建筑產生的影響。建筑結構的規則性可以保證建筑的抗震性能提高。

3.2位移角度的設計

高層建筑的結構材料、體系以及建筑的結構裝修標準和側向荷載等多種因素到會影響位移限值的大小，所以再進行高層建筑結構抗震設計時，要根據建筑物的實際情況進行設計。為了更好的控制結構的扭轉程度、抗側移剛度都需要通過準確計算層間的位移角度。

3.3結構扭轉度的重要性

如果建筑平面布置不規則或者是建筑剛度中心點沒有重合，都會加大結構的抗震扭轉性。可以通過抗側力截面的加大，解決周期比不滿足要求時產生的影響。要在建筑四周均勻布置抗側力構件，以免造成建筑產生較大的扭轉效應。在建筑過程中筒體的剛度要適中，同時也要保證平面的尺寸大小合適不能太小，結構底部地震傾覆力矩的百分之五十，應該大于箭筒和剪力墻所承受的第一振型底部地震傾覆力矩，形成建筑結構中的多道防，更好的提高建筑的抗震性能。在地震發生時很有很能會因結構問題造成整體坍塌，所以在進行建筑結構設計時，要重視結構扭轉度的問題。

4、提升房屋結構抗震性能的要點

本項目位于上海市廣富林鎮，建筑用地面積4930m2，總建筑面積為16687m2，地上11層，地下2層，建筑總高度為42.00米。本工程為框架-抗震墻結構，設計基準期50年，抗震設防類別為丙類，設防烈度7度，設計基本地震加速度0.10g，地震分組為第二組，Ⅱ類場地，特征周期0.35s。

4.1選擇合適的施工地址及基礎形式

建筑結構設計的基礎是選擇合適的施工地址，施工地址的地層情況、土壤含量、自然環境因素以及周圍人為環境因素都可能會影響整個建筑工程結構設計的合理性和效用性，因此在建筑結構抗震水平設計中，最關鍵最核心的要素就是合適的施工地質。截至目前，我國已經出臺了相應的法律條文——《中華人民共和國減災抗震法》，該條文要求各地在進行建筑工程建設的時候要根據當地情況進行嚴格的安全等級評估，分析其發生地震災害的可能性以及地震災害可能的等級指標，有的放矢地進行防護?；A設計也是所有結構設計中最基本的部分，基礎形式的選擇對于建筑來說至關重要，合適的基礎形式不僅僅能夠起到保證建筑結構安全，還能有效的降低造價。對于高層結構，較常用的是采用樁筏結構以及筏板結構，能夠處理相對較差的地質環境，較好的滿足地基承載力以及地基沉降。對于上海的地質情況來說，更是如此。

4.2建筑布局設計

為了在房屋結構設計中較好地融入抗震設計，需要先對建筑平面布局進行通盤考量，并合理確定結構方案，在滿足建筑功能的前提下盡可能將結構的優點最大化，這樣既能確保結構安全，又可以節約成本。此外，在建筑施工的過程中必須確保對布局的穩定性和對稱性有足夠的關注，因為地基各個方向受力不均，容易出現地基形變的問題，若發生地震，受力較大的區域將無法承受地震施加的沖力，造成房屋垮塌等問題。

4.3做好建筑結構的參數計算工作

建筑結構的抗震設計是一項科學性與藝術性并重的工作，在建筑結構抗震設計中相關人員要進行充分的參數計算。首先，要根據相應的材料參數計算出建筑結構的實際承載能力。其次根據模擬地震災害結構設計計算出地震沖擊力可能帶來的損失，并根據這一參數制定相應的應急系統設計。最后，要根據綜合的參數分析努力做到既保證數據設計合理性又保持應有的抗震能力。

4.4做好局部，減少地震能量

在建筑抗震設計中，應當采取以位移作為基點的定量分析、結構設計，最大限度地將地震災害的能量輸入減少，在強震感情況下要切實控制好建筑下層的位移延性比，以便于滿足建筑在遭受地震侵害過程中的結構變形需求。

4.5可靠的建筑質量

地震是發生頻率較低但是具有極強破壞的、超出人力控制范圍的自然災害。鑒于其巨大的破壞力，建筑結構設計過程中必須將其考慮在內，并且根據地震可能的等級采取不同的設計策略。無論采取何種設計策略都不可能離開可靠的建筑質量，因此我們可以將可靠的建筑質量視作抗震設計的關鍵要素之一。確?？煽康慕ㄖ|量，首先要保證建筑材料的可靠，即采購建筑材料的時候要進行嚴格的質量把關，避免混入殘次產品或者不合格產品，影響整個建筑工程的總體水平；其次，可靠的建筑質量需要扎實的理論支持，在建筑結構設計中要以相關設計原則作為理論支撐，盡可能地提高抗震設計的合理性和科學性；最后，可靠的建筑質量需要專業的建筑人才來保證，建筑工程是一項門檻較低的行業，但是抗震結構設計與實施卻具有一定的操作難度，因此抗震結構設計部分必須交由專門的人員進行。

5、結論

建筑工程中的抗震設計對于提高建筑結構穩定性、安全性具有重要的作用，對于促進建筑行業的良性發展具有深刻的影響，因此抗震設計的合理性十分關鍵。但是我國幅員遼闊，各地的地質情況、環境因素都各有不同，故而并沒有形成統一的抗震設計的標準以及理論，這就需要相關學者在這一方面做出更多的研究。

參考文獻：

[1]王洋.房屋結構設計中的抗震技術[J].江西建材，2016，15：37+40.

[2]譚玉海.抗震技術在民用房屋結構設計中的應用[J].建材與裝飾，2016，31：73-74.

[3]羅志霞.關于房屋結構設計中的抗震技術研究[J].建材與裝飾，2016，40：79-80.

[4]段良生.房屋結構設計中的抗震技術分析[J].建材與裝飾，2016，47：86-87.