抗震設計在房屋建筑結構設計中的應用

霍寶良

【摘要】本文首先介紹了抗震設計在建筑結構設計中的重要性，分析了建筑結構抗震體系的合理選擇。在探討建筑設計過程中要考慮到的抗震設計基礎上，研究了抗震設計在房屋建筑結構設計中的應用。

【關鍵詞】抗震設計；房屋建筑；結構設計；應用

一、前言

作為房屋建筑結構設計的重要內容，其抗震設計在近期得到了有關方面的高度關注。該項課題的研究，將會更好地提升抗震設計的實踐水平，從而有效優化房屋建筑結構設計的整體效果。本文從介紹其重要性著手本課題的研究。

二、抗震設計在建筑結構設計中的重要性

1.抗震設計是保護人民群眾的生命財產安全的需要。人類社會在發展過程中，首先要解決的就是溫飽與安全的需求，如據有關報道，在2008年的汶川地震的主震區內，完好的建筑幾乎沒有。除卻地震本身的烈度較高，破壞性較強的原因之外，一個更重要的問題值得我們的深思，就是建筑結構的抗震能力非常差，一方面在技術水平上缺乏突破，另一方面一部分人受利益驅動，往往在施工過程中，存在偷工減料等行為，導致了建筑物抗震能力薄弱，加強建筑結構抗震設計的重要性，對于保護人民群眾的生命財產安全不言而喻。

2.抗震設計是促進建筑結構設計技術與理念的創新與發展的需要。以地震多發地區的日本為例，1880年橫濱地震之后，日本成立了日本地震學會，1891年在濃尾地震之后，鑒于地震給建筑物造成的重大損害，日本成立了“震災預防調查委員會”，開始著手進行抗震結構設計研究。經過近百年的發展，日本的建筑物結構抗震設計無論是在技術還是在理念上都處于領先的地位，但只解決了大部分問題，地震持續時間對震害的影響始終在設計理論中沒有得到反映。

3.抗震設計具有良好的社會正向效應。整個社會發展是一個復雜的系統，從這一戰略高度加以認識的話，我們不難發現，建筑物抗震結構設計的加強對于構建和諧社會具有重要意義，良好的建筑物抗震能力，有利于維護社會穩定，對于建設“美麗中國”，實現“中國夢”，具有良好的社會效應。因此，不能孤立的片面的靜止的對待建筑結構抗震設計。

三、建筑結構抗震體系的合理選擇

1.首先建筑結構體系，在地震的災害中，應當避免因為部分結構或者是構件的破壞，從而導致的整個建筑結構喪失了抗震能力，或者是對重力荷載的承載能力。建筑結構抗震設計所具備的一個重要的設計原則就是，建筑結構本身應當具有十分必要的贅余度、以及良好的變形能力，和其具備的內力重分配的功能，在地震的過程當中，即使是有一部分的構件退出了工作，但是其余部分構件，應該仍然能夠承擔起豎向的荷載能力，且還要避免整體的建筑結構失穩。

2.建筑結構體系當中，其應當具備清晰而且明確的計算的簡圖，包括恰當而且合理的地震作用下的傳遞的路徑。在抗震設計過程當中，豎向建筑構件的布置設計，就應當盡量使得豎向建筑構件，在垂直的重力荷載的作用下，壓應力水平應當接近均勻；且其中的樓屋蓋梁體系的布置，也應當盡量的使用垂直重力荷載，主要目的是以最短的路徑來傳遞到豎向構件墻和柱的上面去；

3.建筑結構體系應當具有合理適度的強度和剛度。應當具有合理而且恰當的強度以及剛度分布，這是因為在抗震過程中，為了防止以及避免因為局部的削弱或者是突然的變形而形成薄弱的部位，并且對薄弱的部位產生過大的塑性變形集中或者是應力集中的現象；建筑的框架結構設計，應當使節點基本不遭到破壞，同時底層柱底的塑性鉸應當形成的晚些，應當使柱、梁端的塑性鉸出現得盡可能地分散；這對于震中可能出現的薄弱部位，應當及時采取適當的措施來提高抗震的能力。

四、建筑設計過程中要考慮到的抗震設計

為了確保最大程度的抗震性，就一定要在實際施工中緊密結合起二者的聯系，同時還要在施工過程中真正融入抗震理念，如此才能使原有的建筑常規從根本上被打破，才能使建筑物抗震現狀得到徹底改善。

1.形狀設計

在建筑行業發展的新時代，很多方面都有所創新就建筑物思維整體外觀而言亦是如此。由此有諸多樣式的建筑外形出現，所以，在形狀設計的過程中，需要對不同外形的不同特點予以充分考慮，不同的建筑外形，也會有不同的建筑特色和實際需求，施工單位應該加以充分考慮。通常情況下，凸凹形狀的建筑體型，通常可以使建筑物的抗震性得到大大提升，然而在實際的建筑建設過程中，原有的常規形狀的建筑物已無法滿足現代化經濟發展需求，所以，建筑物整體抗震性的提高，首先需要對建筑的形狀進行科學、合理的設計。

2.建筑物的平面設計

在建筑物施工，平面設計是重要的環節，對建筑物日后的使用將起到決定作用。例如，分別作商務和居住用途的建筑物，它們在平面設計上必然存在很大差別，為了使使用需求得到進一步滿足，就一定要按照用途，來對平面構造進行科學設計；另外，為了將抗震元素融入到平面設計之中，不僅要對施工材料的堅固性加以重點考慮，還需要對構架安裝的合理性、內部各因素的協調性加以綜合考量。要想完美地實現平面設計和抗震設計的結合，就對設計者提出了很高的要求，不但要工作經驗豐富，要需要深入地研究審美觀念和抗震技術，前提還得不對內部美觀產生不利影響，在此基礎上再確保抗震性能的最大化。

3.空間設計

為了使土地占有面積盡量減少，在現代社會中愈發流行高層建筑，如此就對建筑物的空間設計有了更嚴格的要求。通常說來，建筑物層數越低，穩定性就越高，受到地震的損害也就會越小；反之穩定性越差，受到地震的傷害也就越大。所以，融合建筑物的空間設計和抗震設計在一起，這樣建筑物的整體抗震性才能得到保證。

五、抗震設計在房屋建筑結構設計中的應用

1.場地和地基的選擇

在場地選擇前期，對該地域進行SWOT分析，通過對當地地震發生頻率的統計和對地質情況的科學勘察，抗震建筑是否具有良好的抗震性能，地基的選擇是關鍵。在選址之前搜集相關資料，綜合分析評估，盡量避免地震多發地段，消除不利因素，如無法消除，則需運用科學合理手段將危險系數降到最低。若需建立高層建筑，并提高其地基的抗震能力，務必選擇巖石基地亦或是密實度較高的基土作為地基，堅決避免軟性地基土。針對跟理想地基有差距的建筑地基，需人工進行科學加固工作，盡可能符合相應標準。

2.建筑結構設計的規則性

建筑結構一般分為兩種。在抗震建筑中，一般推崇規則的平面結構。規則性的構建結構布局，最大的關鍵點在于其優良的平衡性和均衡性。整體建筑受力均衡，最終保證了建筑的抗震性能，盡可能避免發生錯位等現象。不規則的平面結構，雖有視覺美感，卻容易在事發時，導致建筑結構中的剛心和質心發生交錯，如果剛心距離足夠大，構件的剛度就會受到影響，剛度不夠的構件受力，容易發生側移，力度較大的話很可能受力不足導致損壞，建筑隨之發生坍塌事故。

3.屋頂建筑抗震設計

中國傳統建筑屋頂修建較高，裝飾較多，過于華麗的屋頂建設會對建筑的抗震性能造成很大的影響。此類設計極大地增加了建筑變形的可能性，提升了整體建筑的危險系數。低矮的屋頂可以保證屋頂的中心和建筑的中心處于垂直一線，在發生地震時，中軸線比較穩固，建筑整體受力相差不大，降低了抗側力墻發生間斷和扭轉的可能性，中斷地震作用之間的相互傳遞。可有效減輕地震的負面影響。因此，低矮的屋頂更安全系數更好，更具有良好的抗震功能。

六、結束語

通過對抗震設計在房屋建筑結構設計中應用的相關研究，我們可以發現，抗震設計的重要性要求我們對其保持高度關注，有關人員應該從房屋建筑結構設計的客觀實際需求出發，利用優勢因素，制定最為符合實際的抗震設計實施辦法。

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