簡述抗震設計在房屋建筑結構設計中的應用技術

文/諶清平 江西省中凱建設工程有限公司 江西南昌 330038

1、建筑結構的抗震設計原則

1.1 建筑結構規整性

建筑設計階段的工作是整個建筑工程中十分重要的工作，對建筑物抗震能力的設計便是設計工作中重要的一部分。相關設計人員開展設計時，需在建筑物的力學結構等方面的計算工作的基礎上進行，因為建筑物的抗側力結構是其中非常重要的一部分。具體分析抗側力結構體系，可以使設計人員設計的建筑物的結構更加完整和應力分布更為均勻，以提升其建筑物的穩定性。另外，在建筑物構件的設計中，對其強度的變化要堅持由下到上、由高到低的原則。在此基礎上，就需要相關設計人員在設計過程中對建筑物的整體平面結構，造型的平面和立體結構進行分析，盡量保證其對稱性。

除此之外，在建筑施工中，為使慣性力進行相應集中，使慣性力在建筑物中的傳遞更為快速，要根據施工情況對建筑施工方案進行優化和調整。在建筑中常使用豎向抗側力構建施工，是因為其在地震發生時可以更好地將地震的破壞力均勻分散，使其在地震來臨時安全性更高。

1.2 剛度與抗震能力相適應

建筑在遇到地震的情況下，對結構剛性以及抗震能力造成嚴重的考驗，在結構設計的開展中，要考慮到建筑結構剛性，可以對各個方向震動起到抵抗的作用，維持好結構平衡以及變形，減少地震對建筑造成的破壞，良好的剛度以及抗震性能，是建筑結構要具備最基本的功能，特別是如今建筑行業主流的高層建筑。

2、抗震設計在房屋建筑結構設計中的應用

2.1 材料抗震性

在房屋建筑結構抗震設計當中，設計用材的抗震性表現，是決定設計抗震性能水平的基本因素，因此，設計人員應當對此保持重視。結合理論得知，材料抗震性主要體現在三個方面，即材料強度、剛度、抗變性。其中強度代表了材料在地震條件下，對地震直接應力的抵抗能力，強度良好的材料可以保障建筑結構在地震中的穩定性表現；剛度代表了材料在地震條件下，對地震動態載荷的抵抗能力，剛度良好的材料可以減小建筑結構在地震中的倒塌概率；抗變性代表了材料在地震條件下，出現了裂縫可在一段時間內維持自身形狀正常，且力學結構平衡，抗變性良好的材料可以延長建筑結構在地震中倒塌的時間。

2.2 增強房屋結構抗震性能

首先，設計人員應結合房屋建筑的具體要求，充分考慮各項因素對建筑物的影響，選擇合適地基結構，進而顯著提升建筑的穩定性能，防止地基結構變形對建筑物安全穩定性能的影響，有效提升房屋結構抗震能力。

其次，在相同的結構單元中，應保持地基性質相同，保證房屋結構UI地基緊密結合，進而充分利用地基結構的穩定性特點，達到建筑物的抗震設計要求，同時，在房屋結構設計中，應盡量保持對稱原則，進而保證房屋在地震狀態下，具有相對穩定的性能，有效避免地震災害對建筑物的影響。

最后，建筑工程設計人員，應充分考慮到房屋使用的整體性，在抗震設計中，可適當增設抵抗防線，以此，提高房屋設計中的抗震能力，同時，設計人員應具備一定的力學知識，對房屋的受力情況進行有效的了解和充分的掌握，進而防止結構受力失衡引發的抗震性能減弱的問題。同時，對復合型材料的科學應用也是減少房屋建筑自身重力，避免地震作用力對房屋造成不良影響的重要舉措。設計人員應保持建筑結構的統一性，對結構處的連接與銜接提高重視力度。

2.3 融入抗震等級標準，優化構件設計

設計人員需要將新時期的抗震等級標準融入到實際的設計當中，并結合當地的生態環境因素、天氣因素、板塊運動強度等因素設計出符合抗震等級的建筑結構，有利于不斷提高建筑構件的強度。首先，設計人員需要區分一般住宅樓與寫字間的配置模式，綜合探討不同房屋高度的所要求的抗震等級強度，盡量讓房屋建筑能夠承受一定等級的地震強度。其次，設計人員還需將建筑的外觀融入到抗震設計當中，主要是因為建筑的外觀會直接關系到建筑物的抗震能力。由此，實踐過程中需權衡建筑的外觀結構與建筑構件的情況，并且對建筑的抗震效果進行綜合評定。評定內容應包括建筑的截面模型、立面模型、坡面結構等方面的內容，使建筑的各個立面效果均符合房屋抗震要求。據相關統計，規則的房屋外觀的抗震效果較好，主要是由于規則的房屋結構在空間配置中具備“對稱”的要求，對稱的房屋能夠減少房屋側向剛度的負面影響，降低房屋承載能力不統一的弊端。最后，設計人員還需在房屋建筑中添加必要的防震縫，綜合配置必要的防震單元，有利于減少抗側力對建筑的影響。由此，對于防震縫設計，務必要做好精準的計算，以提高防震縫的可行性為基本目標，從而提高房屋的抗震能力。

2.4 運用計算機科學設計建筑力學模型

借助計算機技術，在抗震設計中，可以對建筑結構的具體抗震數據展開精確計算，從而讓建筑結構的抗震能力保持良好的水平，可以讓設計結構與建筑實際的需求是符合的，計算機可以進行充分分析，建筑結構在荷載的作用下出現的變化，然后繪制出設計圖紙。可以構建出更加符合實際需求的建筑模型，分析出建筑的抗震能力是否符合實際的要求。現階段在抗震設計中，借助信息技術，在數據分析以及建模方面都是更加方便的。因此設計人員可以充分使用先進的技術，比如BIM技術，就是一種在建筑內非常受歡迎的技術手段，在建筑設計的階段對BIM技術展開應用，各部門充分參與到建筑設計中，讓抗震設計更加萬無一失。在建模方面BIM有可視化的特點，可以滿足相關的要求。

2.5 結構布置設計

(1）對平面布置來說，要力求對稱。在設計時，需要考慮在地震時，建筑物在地平震動后產生的平移量是相等的。這就需要在設計過程中對構件應力進行分析，使對稱結構受力均勻，以免產生不對稱的受力造成建筑物失衡。（2）在豎直方向上的分布工作是要求力的分布均勻，在最大范圍內提升其剛度、強度的均勻性。在建筑物的頂部和底部都會有不同程度的空間作用，因此要在不同規劃和設計過程中對抗震墻的向上支撐等工作進行更好地穩定，向下通常會采取框架結構進行支撐和力學平均分布效果的提升。

結論：

綜上所述，完善建筑結構中的抗震設計，采用必要的優化手段提高建筑的抗震效果，并完善功能保護措施，對功能薄弱的部位進行加固處理，有利于強化房屋建筑的整體功能，從而提升建筑的安全性。