刍议抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用

刍议抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用

周轶劼

周轶劼广州市住宅建筑设计院有限公司广东广州510000

摘要：高层房屋建筑逐渐成为城市建筑的主体，为确保高层房屋建筑应用性能及安全性，需要在建筑结构设计中重视并确保抗震设计的可靠性。本文结合自己的工作经验，对抗震设计中应遵循的基础性原则进行探究，采取有效的抗震设计，有效保障建筑安全性。

关键词：抗震设计；房屋；建筑结构；设计；应用

1.建筑结构抗震设计中的基本原则在进行建筑结构抗震设计的过程中需要遵循一定的原则，讲求方法，才能够确保设计方案的科学性和可行性。为此，设计的过程中需要遵循以下原则。

1.1确保结构构件具有必要的性能在进行抗震设计的过程中，一定要保证建筑结构构件具有一定的承载能力、稳定性、刚度和延性等性能。结构构件需要遵循强柱弱梁、强剪弱弯、强底层柱、强节点弱构件的设计原则，在设计中对于可能会造成构件相对薄弱的部位，需要采取从事提高其抗震能力，对于承受竖向荷载的主要构件则最好不作为主要的耗能构件。

1.2恰当的处理建筑结构的构件强弱关系在设计的过程中需要正确的处理好构件的强弱关系，在统一楼层内使主要耗能构件屈服之后，其他抗侧力构件则仍然处于弹性阶段，这样能够使得有效屈服保持较长的阶段，能够保证建筑结构的延性和抗倒塌的能力。

需要注意的是，如果在抗震设计中一部分结构的设计超强，那么就会导致结构的其他部位出现相对薄弱的现象，所以说在设计的过程中需要恰当的处理结构的强弱关系，对于不合理的加强的作法或者是在施工中以大代小，改变抗侧力构件配筋的这些做法都需要尽量的避免。

1.3尽量多的设置抗震防线一个抗震结构体系需要有多个延性较好的分体系组合而成，并且由延性较好的结构构件连接协同工作。例如框剪结构就是由延性框架和剪力墙两个分体组成，双肢或者多肢剪力墙体系组成的。由于在一次地震之后将会伴随着多次余震的出现，如果在结构设计时只有一道防线，那么在建筑遭到第一次破坏之后再遭余震，就会因为损伤积累导致建筑物坍塌。抗震结构体系应该有最大可能数量的内部和外部冗余度，在设计中需要有意识的建立起一系列分布的屈服区，这样能够使结构吸收和消耗大量的地震能量，从而能够提高建筑的抗震性能。

2.抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用房屋建筑的结构设计在整个房屋建筑施工中造价比重较大，建筑的结构设计中心理念在于“实用、经济和安全”，抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用基于这一中心理念而产生。由于地震的不确定性和破坏性特点，因此在房屋建筑结构设计中应用抗震设计体现了设计的安全概念以及对自然灾害的预防措施。下面笔者从提高房屋建筑结构的抗震力和降低地震作用对房屋建筑的影响几个方面论述抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用。

2.1提高房屋建筑结构的抗震力出于对建筑结构抗震功能的保证，在房屋建筑结构设计中要特别注意做到以下几点：a．在房屋建筑结构设计中要考虑地基的稳定性因素，挑选对抗震有益的地基，防止地基变形影响抗震功能；b．同一房屋建筑结构单元要设计在性质一样的地基上，要把地基最大潜力融入房屋建筑的结构设计，有利于发挥地基的抗震功能；c．房屋建筑结构设计尽量做到规则、对称，以降低地震作用导致的房屋建筑变形度以及避免地震作用力集中导致房屋建筑扭曲的状况发生；d．房屋建筑的整体结构设计中要多加几道抵抗防线，以提高房屋建筑结构的抗震力，同时建筑结构受力设计要明确，防止存在建筑结构局部薄弱；e．最大程度的减少房屋建筑结构自身重量，从而减小房屋建筑对地基的压力，达到缓解地震冲击作用对建筑体的影响力；f．注重房屋建筑结构空间的统一性，在房屋建筑结构的平面上强化连接，建筑的竖向结构刚度要达到能支撑整个建筑重力。

2.2降低地震作用对房屋建筑的影响现最被工程界认可的一个办法是在建筑基础与建筑的主体部分之间加设一个隔震层，有的设计师在建筑物的顶端部分加设一个“反摆”。此反摆的作用是能够在地震时使建筑物的位移方向相反，由于建筑物在地震时受到震动使得阻尼作用加大，降低了加速度，降低地震的作用。

根据试验得知，如果对“反摆”设置合理，那么对降低地震作用的概率可达65％，也能最大限度地减少建筑物内的物品受损程度。这一方式在国内外正被广泛地研究，并应用到了实际的工程建筑中，不负众望地取得了较好的成效。

2.3设防标准我国明确规定，建筑的使用价值被区分成4个类别：甲乙丙丁。甲类和乙类建筑：当抗震设防的烈度是6度～8度时，应该符合本地的抗震设防再高1度；丙类建筑：丙类建筑的抗震措施以及抗震作用都应该要符合本地的抗震设防要求；丁类建筑：在通常情况之下，地震措施可以相对于本地抗震设防的要求适度降低，但地震作用必须符合本地的抗震设防要求。

2.4保证建筑的刚度在建筑结构的设计过程中，合理地设计和确定建筑物的刚度非常重要。

因此首先要考虑到的是采用大量的钢筋混凝土。主要是在已有的钢筋混凝土之上使用“钢结构”对其进行进一步加层加固。加固分为两种情况：a．如果所需要进行加层的建筑结构的体系是钢结构，而国家规定：上部是钢结构、下部是钢筋混凝土两种不同的体系结构是不符合抗震规范的。因为上下两部分结构的剐度以及阻尼比不一样，是属于不合理的设计。b．假设屋盖的部分是采用钢结构，而钢筋混凝土仍然是作为整个建筑结构的抗侧力的主要体系，则必须根据相关的规定进行抗震设计。

3.抗震设计在房屋建筑结构设计注意事项除采取以上措施外，抗震设计在房屋建筑结构设计应用时还应特别注意以下几项内容：3.1建筑构件及连接点抗震设计在社会发展推动下应用在建筑工程中的构件形式与种类日益增多，例如，玻璃幕墙、花岗岩、大理石板材等，不可否认这些构件很大程度上提高了房屋建筑性能，但设计时还应注重抗震方面的考虑，同时还应保证房屋建筑主体结构连接符合抗震标准要求。另外，房屋建筑设计过程中还涉及诸如壁橱、玻璃隔断、内隔断等非结构构件，为提高其在地震中的稳定性应将其与主体结构连接牢固，以防止其在地震中出现倒塌现象。

3.2严格控制设计限值抗震设计过程中严格控制设计限值包括两方面内容：其一，准确把握建筑层数与总体高度。实施证明房屋建筑抗震设计按照相关规定，将建筑的层数和高度控制要求范围内，可有效降低地震的破坏。例如，假设房屋建筑设置成8度的设防烈度，此时建筑层数应小于6层，如其为粘土砖多层房屋总体高度应低于18m；如房屋建筑框架为钢筋混凝土时，整个建筑物高度应低于45m。其二，严格控制局部墙体尺寸以及横墙间距尺寸大小。

事实证明，如横墙之间具有较大距离时会消弱楼盖平面刚度，阻断地震力的传递，增加纵墙的侧向变形程度，减低地震承载力，最终使纵墙因稳定性差而倒塌破坏。另外，建筑局部墙体，例如内墙阴角等位置如不满足相关标准规定，受地震影响极易发生倒塌和开裂现象。因此房屋建筑抗震设计时应充分考虑上述问题，降低地震给房屋建筑造成的不良影响。

3.3屋顶建筑抗震设计注意事项房屋建筑抗震设计时不能忽略屋顶建筑抗震设计，设计时应认真把握以下内容：首先，在满足设计标准前提下最大限度的降低房屋建筑高度。

同时注重轻型建筑材料的应用，并保证屋顶建筑刚度和质量均匀分布，使地震作用力通畅的传递；其次，保证房屋建筑下部重心和建筑重心保持一致，以增强建筑稳定性。

4.结语随着全球自然灾害的频发，其中地震灾害的发生概率越来越大，越来越多的生命、财产安全受到威胁，为了能够最大限度的减少经济损失，因此我们需要对抗震设计在建筑工程中的应用进行探讨，进而增加其应用范围，最大限度的减少经济损失。

参考文献：[1]宋海燕谈抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用[J]《山西建筑》-2013年27期[2]吴学荣高层房屋建筑结构设计方法与应注意的问题[J]《建材与装饰》-2012年27期[3]刘劲松基于抗震理念的房屋建筑结构设计[J]《城市建设理论研究（电子版）》-2011年21期