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(guī)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(wěn)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(jù)施工情況對建筑施工方案進行優(yōu)化和調(diào)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(fā)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(yè)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(xiàn)，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(xiàn)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(wěn)定性表現(xiàn)；剛度代表了材料在地震條件下，對地震動態(tài)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(xiàn)了裂縫可在一段時間內(nèi)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(wěn)定性能，防止地基結構變形對建筑物安全穩(wěn)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(zhì)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(wěn)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(tài)下，具有相對穩(wěn)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(fā)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(tǒng)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(yōu)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?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)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(qū)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(nèi)容應包括建筑的截面模型、立面模型、坡面結構等方面的內(nèi)容，使建筑的各個立面效果均符合房屋抗震要求。據(jù)相關統(tǒng)計，規(guī)則的房屋外觀的抗震效果較好，主要是由于規(guī)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(tǒng)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(shù)據(jù)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(xiàn)的變化，然后繪制出設計圖紙?？梢詷嫿ǔ龈臃蠈嶋H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?，F(xiàn)階段在抗震設計中，借助信息技術，在數(shù)據(jù)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(nèi)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(chǎn)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(chǎn)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(nèi)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(guī)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(wěn)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(yōu)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。