房屋建筑結構優化設計及抗震設計探討

王曉婷?王磊

摘 要：伴隨著經濟水平的提升，人們對于日常生活質量標準和要求也不斷提高，而房屋建筑作為人們生活中不可或缺的因素之一，備受人們的重視和關注，但是就現階段土地資源不足，人口發展趨勢不斷加快，所以土地資源的合理應用則顯得非常重要。本文主要討論了房屋建筑結構優化設計的重要性，從建筑結構的抗震功能方面做一介紹闡述。

關鍵詞：房屋建筑;結構體系;抗震設計;結構設計

1 房屋建筑結構設計優化的重要性

現階段，當代房屋建筑項目在結構設計過程中，設計師都會對整個建筑進行結構優化設計，并運用當代計算機網絡技術，通過相應的數據分析，對建筑物中的影響因素進行識別。同時基于用戶實際需求，可以將建筑物作為一個概念性較強的產品。在優化設計時，需要強化建筑相關知識，并通過合理的施工圖設計，降低各環節資源的消耗，節約施工成本。因此，對于建筑項目開發商來說，建筑項目結構設計重要性包含以下幾個方面：

1.1 建筑物結構優化設計能夠提升其安全性。在房屋建筑工程設計過程中，施工設計圖紙還不夠完善，因此我們需要結合工程實際要求，對建筑工程進行優化設計，并重視建筑整體設計過程中存在的問題，運用概念設計，通過架構和對比，實現建筑項目結構設計施工方案的完善與優化。可以將優化設計理念應用到實踐中，重視建筑工程總體性，把握設計工程的總體框架，只有這樣，才可以緩減設計壓力，節省人力和物力方面的資源[1]。另外，應用優化設計，還可以提升結構設計工程方案的科學和有效性，提高房屋建筑的應用性能，由此提升房屋建筑結構建設工程質量。

1.2 優化建筑結構設計能夠滿足部分消費者的基本需求，并利于商家獲取更高的經濟利益，在一定程度上不僅能滿足房屋工程穩定和安全性，還能使其具有更好的觀賞性。與此同時房屋經過相應優化設計，其功能也會不斷加強，我們只要將功能進行合理的分區合計，整個空間結構設計也會更加合理。

1.3 房屋建筑工程結構設計不斷優化，還有利于開發商合理控制成本，經過建筑工程實際施工數據分析，運用優化設計能夠減少建筑材料的應用，節約人工和材料成本，在一定程度上能更好的控制成本，確保其經濟利益的提升[2]。

2 房屋結構抗震性設計原則

為了取得良好的抗震性能，設計人員應該明確在抗震性能設計中的幾條原則，為房屋建筑取得良好的抗震效果提供有利條件。

2.1 簡化原則：設計人員應該明確一點，結構形式越簡單，房屋建筑的抗震性越強。相較于復雜的房屋結構設計，越簡單的房屋結構其力學計算的準確性越高，從而實現加強對房屋結構平衡性的控制力度，有效簡化房屋抗震結構設計，提高房屋建筑抗震性能。除此以外，簡單的房屋設計結構還可以大幅減少地震作用力對房屋結構的破壞，有效提高房屋建筑對建筑地震作用力的承受能力，全面提高房屋建筑結構設計中抗震設計的質量。

2.2 整體性原則：在進行房屋結構設計時，設計者應該立足于整體進行抗震結構設計。由于房屋建筑的抗震性概念是作用于建筑結構的各個環節之中，因此設計者在進行抗震性設計時，需要從整體出發，科學全面的考慮各種因素對抗震性的影響，增強不同結構構件的協調性，從而有效加強房屋結構的抗震性。另外，設計者還應該注意明確不同部位的力學特征，結合實際情況優化完善房屋整體結構的抗震性，確保房屋建筑在滿足多種功能要求的前提下，保證房屋結構的穩定性、整體性，為保護居民生命財產提供保護[3]。

2.3 抵抗性原則：為了確保房屋結構在受到地震作用力時，依然可以保持較強的穩定性，設計者在設計房屋抗震結構時應該著重注意對房屋結構抵抗性的設計質量，從而實現房屋結構的安全性與穩定性。為了確保房屋結構抵抗性達到設計預期，設計者應該先預測理想的抵抗性效果，之后以此為目標進行設計，確保房屋結構可以在受到地震破壞時，受到的損失最小。同時設計者還應該注意嚴格控制抵抗力，保證房屋結構受力平衡，進一步增強結構穩定性。

3 常見的抗震結構

3.1 剪力墻結構

剪力墻結構作為當前階段最常見的抗震架構，剪力墻一般用于高層及超高層建筑中，起著提高建筑上部結構穩定性，延長上部結構在地震中坍塌的速度，為上層居民爭取寶貴的逃生時間，對提高高層及超高層建筑抗震性具有重大意義。其力學特點屬于鋼筋混凝土墻板結構，可以有效提高墻板對引力產生荷載的支撐力度。其支撐原理屬于水平力原理，詳細來講就是墻體會連接建筑梁柱提供良好的支撐力，同時這種結構會受外力影響，不斷變化，確保整體建筑結構始終處于自穩定狀態，有效提高高層以及超高層建筑的抗震性，所以輕微地震很難對高層及超高層建筑產生較大影響，這也是該結構抗震性良好的佐證。但是需要注意的一點是，如果外力過大，建筑的自穩狀態會被打破[4]。鑒于以上，剪力墻作為豎向承重構件，其剛度比較大，所以在承受結構側向力方面發揮的作用比較大，而在受力時，剪力墻往往不會出現反彎點。

3.2 框架結構

框架結構是上述三種常用抗震結構中面積最大的一種抗震結構，它在自身具備良好抗震性的同時，還可以與之前所說的剪力墻進行組合形成框剪結構。梁、柱是框架結構的主要組成部件，在進行該結構設計時，設計者會將梁、柱會依據建筑受力特點進行布置，形成水平力，通過不同的梁、柱與地基結合產生的相互作用，可以有效提高梁、柱的穩定性，確保地震發生時產生的作用力會被分攤到、每一個梁、柱上，從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況出現。適用于高層與超高層建筑中，相較于剪力墻結構，框架結構的優勢在于可以貫穿整體，為建筑整體提供抗震力，切實提高高層建筑居民的安全性。

3.3 框剪結構

框剪結構，就是我們上文所述剪力墻結構以及框架結構相結合所形成的組合抗震結構。框剪結構的優勢在于有效融合了剪力墻結構與框架結構的優點，使其具備更優異的抗震表現[5]。框剪結構的主要組成形式是由75%左右的框架結構形成主體，之后在框架內布置剩余25%左右的剪力墻結構，并且確保剪力墻與部分重點的承重梁、柱相結合，以實現框剪結構中重點承重梁、柱在承受地震作用力時，可以先有框架結構吸收，之后在分攤給框剪結構中的其他梁、柱，而剪力墻結構可以在依靠其自穩特點，抵消分攤來的作用力，從而有效提高建筑的抗震性，經過實踐證明，該結構具有良好的應用性。

4 結語

房屋結構設計是滿足居民居住要求的關鍵環節，其中抗震結構更是房屋結構設計中的關鍵。設計良好的抗震結構提高房屋抗震性，最大幅度的減少地震災害對房屋的影響，為人民的生命財產安全提供有力保障，是建筑設計的重中之重。

參考文獻：

[1]邢海滔.房屋建筑結構體系選型及抗震設計探討[J].科學技術創新，2020（19）：131-132.

[2]王煒.房屋建筑結構優化設計研究[J].城市建設理論研究（電子版），2020（08）：43.

[3]張均，孫棟梁.抗震設計在房屋建筑結構設計中的應用研究[J].建材與裝飾，2020（05）：69-70.

[4]魏明.試論房建結構設計體系選型及抗震設計[J].智能城市，2019，5（24）：20-21.

[5]黃傳道.抗震設計在房屋建筑結構設計中的應用探究[J].科技創新導報，2019，16（31）：155-156.