抗震設計在房屋建筑結構設計中的應用探析

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（山西國建工程設計有限公司小店分公司，山西 太原 030000）

1 房屋建筑結構設計中常用的抗震設計類型

1.1 整體結構設計

在房屋建筑的結構設計中，最基礎也是最重要的結構為建筑的整體結構，只有在各類材料能夠滿足要求的基礎上，整體結構能夠在地震力的作用下不被破壞。

整體結構設計中，主要研究建筑的鋼結構，尤其是在框筒等結構中，對鋼結構強度提出更高要求。強度最低的區域為鋼結構中的各個節點，所以在整體設計中，要重點分析建筑鋼結構上的各類節點受力情況，其中節點的彎矩要保持平衡，表達公式為，左右兩側分別代表這一節點在橫軸和縱軸方向上的彎矩，在斜向地震力的作用下，兩者之間的彎矩比為1.414：1。為更好研究斜向地震作用下該系統的運行質量，可以應用PATRAN&NASTRAN 有限元分析軟件進行建模仿真工作，設定的參數為，框架的平面模型邊長為300mm，整個框架有4 層，框架間距存在一定的差異，從最高層到最低層中，間距分別為180mm、250mm、180mm 和160mm，在第四層到第二層之間，采用的支撐性結構為空心柱，第一層為梁，其中梁結構的橫截面積為20mm2，柱結構的壁厚為2mm，兩個結構的強度比值為1.25。在后續的工作中，向最底層結構上施加斜向地震效果，分析各個節點的受力情況，發現各個節點的變形參數維持在一定區域時，則滿足系統的承力要求。

1.2 伸縮縫結構設計

針對一些中大型房屋建筑結構，需要在系統中設計伸縮縫，防止地震過程中整個結構變形碰撞。伸縮縫結構并非適用于所有的結構，通常在大型建筑以及組合式建筑中能夠被更好應用，所以在具體的研究和分析中，要從這一角度出發，合理配置系統中的伸縮縫。

1.3 隔震層設計

在當前的建筑設計中，一些大型建筑中會設置隔震層，降低地震力向建筑整體結構上的傳導效果，隔震層的實際設計思路和方法有兩個，其一為建成地基中的隔震層，常用的方法為在挖掘的基坑中填埋相關吸能材料，在地震發生后，這一結構能夠降低地震能量向建筑主體結構的傳導量，實現了對建筑結構的有效防護[1]。

其二為設置隔震支座，當前這一結構已經開發出了多種具體的技術形式，如鉛芯隔震支座、滑移隔震支座等，對于一些大型的房屋建筑結構來說，會在各類樁體和地面建筑之間，按照該項技術的相關要求，完成對隔震支座的安裝工作，進一步降低地震能量向建筑主體結構的傳導效果。

2 抗震設計在房屋建筑結構設計中的應用方法

2.1 鋼結構設計

在鋼結構的設計中，事實上要完成兩種結構的設計，其一為建筑中各類框架結構中的鋼結構，其二為各類鋼筋混凝土構件中的鋼結構，在具體的研究和分析中，要從這兩個技術的角度出發，完成對所有鋼結構的完善和優化工作。

對于建筑中的框筒以及框架設計來說，要重點分析當前這一結構的承力效果，同時在后續的工作中，可通過使用有限元分析軟件提高系統運行質量。在本文的研究和分析中，要從這一角度出發，完成對整個系統的研究和分析工作，確定不同系統的應力云圖，將相關要求和仿真結果對比。另外在這一工作的落實中，要研究當前開發出的節點結構承力效果，當前常用的結構有碗扣結構和盤扣結構，只有在所有的這類結構正常運行時，才可確定這類構件能夠發揮應有作用。

其二為鋼筋混凝土中的鋼結構，在建模仿真中，要完成對整體結構的建模工作，該構件中的建模內容包括鋼結構、混凝土等，分析地震情況下是否會解體現象。

2.2 伸縮縫設計

在伸縮縫的設計中，要在整個建筑體系中，不同的子系統之間設置伸縮縫，防止在地震力作用下，整個系統發生變形碰撞問題。在后續的研究和分析中，要求結構設計人員不但要能夠了解建筑施工區域對抗震能力提出的要求，也要能夠實現對整個建筑的設計和完善工作，以提高這一系統的整體運行質量[2]。

以烏魯木齊機場為例，施工區域為Ⅷ度抗震等級，同時整個系統中的子系統數量眾多，包括航站樓、交通中心、地下車庫等，為防止發生建筑之間的碰撞作用，采用的方法為在該結構中設置伸縮縫，根據建模仿真工作的結果，確定航站樓和交通中心之間的伸縮縫參數為1200mm，其余系統的伸縮縫數值要根據具體的系統變形情況，落實具體的設計工作。

2.3 隔震層設計

事實上，在建筑結構的具體設計中，隔震層的設計是基于基坑的設計基礎上完成的，在具體的設計中，要通過對各類建筑材料的選擇、應用和優化，提高建筑基礎的抗震能力。

在具體的設計中，首先確定基坑的各項參數，包括施工區域、基坑的長寬高參數、基坑中支護系統裝配方法等，通過對這些項目的分析，確保基坑結構能夠發揮基本作用。其次為隔震層的設計工作，要通過分析該區域的土質等參數，確定回填參數，如在某建筑的基坑設計中，發現該區域的土質為凍土，地層存在一定的沉降效果，為提高系統的運行質量，采用的方法為使用圓礫石回填，深度為7m，并且壓實系數不低于0.97。最后為其余施工項目，包括基坑開挖中的排水、支護以及其余工作，確保建筑的基坑可以發揮應有作用。

3 結語

綜上所述，在建筑結構的設計中，要確保抗震能力滿足應有要求，需要關注的設計內容為建筑的整體結構、建筑伸縮縫結構和建筑的隔震層結構。在具體的研究和分析中，研究項目為相關區域的地震強度防范等級，在此基礎上落實其余各項設計工作，以提高建筑的整體運行穩定性。