抗震設(shè)計在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用研究

趙磊

摘? ? 要：地震災(zāi)害會造成巨大的損失，在現(xiàn)代住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計結(jié)構(gòu)的沖擊阻力至關(guān)重要，同時國家也提出了建筑抗沖擊等級要求?，F(xiàn)代住宅建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計需要符合多種功能要求，同時規(guī)模需要全面增長，因此抗沖擊設(shè)計要求更高，對應(yīng)用住宅建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計具有重要意義。

關(guān)鍵詞：抗震設(shè)計;房屋建筑;結(jié)構(gòu)設(shè)計;應(yīng)用研究

1? 引言

隨著我國經(jīng)濟社會的發(fā)展，抗震設(shè)計日益成熟，房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計不僅提高了整個建筑的穩(wěn)固性，還保障了人們生命和財產(chǎn)的安全，相關(guān)人士應(yīng)在具體運營中重點應(yīng)用抗震加固設(shè)計，提高房屋結(jié)構(gòu)的抗震性能，從而提高房屋建筑的安全性，有效提高房屋設(shè)計水平。

2? 抗震設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用價值

地震災(zāi)害具有不可預(yù)見性與不可控性，其造成的破壞力是難以想象的。在發(fā)生地震災(zāi)害時，受到地震波的強力沖擊，地面會猛烈搖晃，待地震波強度等級超過建筑物的抗震等級，就會導(dǎo)致局部坍塌或整體垮塌。1976年的唐山大地震和2008年的汶川大地震震驚世界，給國家經(jīng)濟和人民的生命安全造成了極大的損傷。為此，我們應(yīng)該客觀認識到地震災(zāi)害造成的危害?，F(xiàn)代化城市建設(shè)進程不斷加快，高層建筑數(shù)量及規(guī)模不斷擴張，人口密度也不斷增大，一旦發(fā)生高強度的地震災(zāi)害，就會造成無法挽回的經(jīng)濟損失與人員傷亡。當(dāng)下，全球范圍內(nèi)對于地震災(zāi)害的預(yù)測尚處于發(fā)展階段，盡管研發(fā)了一系列的地震預(yù)測方法，但整體應(yīng)用成效不夠理想。由此，如何利用多元化的技術(shù)手段，提高地震災(zāi)害預(yù)測的時效性與準確率，成為各個國家致力探究的新課題。在房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中，應(yīng)當(dāng)堅持小震不影響結(jié)構(gòu)、中震提高建筑結(jié)構(gòu)整體性，大震建筑物不坍塌的原則，優(yōu)化建筑物的抗震性能，維護公眾生命財產(chǎn)安全。

3? 房屋結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計原則

為了取得良好的抗震性能，設(shè)計人員應(yīng)該明確在抗震性能設(shè)計中的幾條原則，為房屋建筑取得良好的抗震效果提供有利條件。

3.1? 簡化原則

設(shè)計人員應(yīng)該明確一點，結(jié)構(gòu)形式越簡單，房屋建筑的抗震性越強。相較于復(fù)雜的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計，越簡單的房屋結(jié)構(gòu)其力學(xué)計算的準確性越高，從而實現(xiàn)加強對房屋結(jié)構(gòu)平衡性的控制力度，有效簡化房屋抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高房屋建筑抗震性能。除此以外，簡單的房屋設(shè)計結(jié)構(gòu)還可以大幅減少地震作用力對房屋結(jié)構(gòu)的破壞，有效提高房屋建筑對建筑地震作用力的承受能力，全面提高房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震設(shè)計的質(zhì)量。

3.2? 整體性原則

在進行房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計時，設(shè)計者應(yīng)該立足于整體進行抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計。由于房屋建筑的抗震性概念是作用于建筑結(jié)構(gòu)的各個環(huán)節(jié)之中，因此設(shè)計者在進行抗震性設(shè)計時，需要從整體出發(fā)，科學(xué)全面的考慮各種因素對抗震性的影響，增強不同結(jié)構(gòu)構(gòu)件的協(xié)調(diào)性，從而有效加強房屋結(jié)構(gòu)的抗震性。另外，設(shè)計者還應(yīng)該注意明確不同部位的力學(xué)特征，結(jié)合實際情況優(yōu)化完善房屋整體結(jié)構(gòu)的抗震性，確保房屋建筑在滿足多種功能要求的前提下，保證房屋結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、整體性，為保護居民生命財產(chǎn)提供保護。

3.3? 抵抗性原則

為了確保房屋結(jié)構(gòu)在受到地震作用力時，依然可以保持較強的穩(wěn)定性，設(shè)計者在設(shè)計房屋抗震結(jié)構(gòu)時應(yīng)該著重注意對房屋結(jié)構(gòu)抵抗性的設(shè)計質(zhì)量，從而實現(xiàn)房屋結(jié)構(gòu)的安全性與穩(wěn)定性。為了確保房屋結(jié)構(gòu)抵抗性達到設(shè)計預(yù)期，設(shè)計者應(yīng)該先預(yù)測理想的抵抗性效果，之后以此為目標進行設(shè)計，確保房屋結(jié)構(gòu)可以在受到地震破壞時，受到的損失最小。同時設(shè)計者還應(yīng)該注意嚴格控制抵抗力，保證房屋結(jié)構(gòu)受力平衡，進一步增強結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

4? 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震設(shè)計環(huán)節(jié)的三類主體問題

4.1? 明確建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計概念

增強房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震能力的目的是減輕地震波對建筑物的沖擊，保證建筑結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)固性。經(jīng)研究證實，增強房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力，不單純要依靠增大建筑主體結(jié)構(gòu)的規(guī)模，還需綜合分析地震波的能量釋放方向與強度變化規(guī)律等關(guān)鍵因素。通常情況下，厚度較大的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)比普通的建筑結(jié)構(gòu)更能夠吸收地震波能量，但由于此類結(jié)構(gòu)的柔性較差，一旦地震波強度超過結(jié)構(gòu)抗震等級，坍塌嚴重程度也更大。

4.2? 選擇合適的施工場地

對提高房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力來說，除建筑自身結(jié)構(gòu)外，還要充分考慮建筑地基結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)固性。建筑所在區(qū)域的地質(zhì)結(jié)構(gòu)條件、土質(zhì)條件、自然環(huán)境條件與氣候環(huán)境條件等都會在不同程度上影響建筑物的抗震能力。由此，選擇合適的施工場地對于提高房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力具有重要意義。

4.3? 驗證建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計

房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計需要經(jīng)過科學(xué)合理的實驗論證?，F(xiàn)階段，專項實驗論證方式主要包括如下三類：其一，利用建筑抗震模型進行抗震實驗;其二，建筑物的地震反應(yīng)監(jiān)測;其三，建筑震害分析。只有客觀驗證抗震設(shè)計理念，才能進一步明確設(shè)計理念的可行性。然而，由于投資資金有限，已完工的建筑物極少安裝建筑抗震能力監(jiān)測設(shè)備。部分地震災(zāi)害頻發(fā)地區(qū)，多采用抗震模型論證建筑物的抗震能力。但這種論證模式的精確性有待商榷。近年來，國際上多次對不同類型的抗震結(jié)構(gòu)進行盲測實驗，不僅不同分析軟件的結(jié)果存在差異，就連相同軟件的分析結(jié)果也是大相徑庭。另外，抗震模型與實體建筑的構(gòu)件尺寸差異與加載時間差異也成為影響建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計驗證結(jié)構(gòu)精確性的重要因素。

5? 抗震設(shè)計優(yōu)化策略

5.1? 設(shè)定抗震等級

為保證房屋抗震功能穩(wěn)定有效，設(shè)計人員應(yīng)該注意，在進行房屋抗震等級時，必須確保房屋抗震等級必須高于地區(qū)抗震等級，這種等級劃分，主要是為了避免在常規(guī)地震條件下房屋結(jié)構(gòu)出現(xiàn)大規(guī)模坍塌現(xiàn)象，同時提高在地震等級異常情況下小幅房屋抗震能力，為居民逃生贏得時間。因此，設(shè)計者應(yīng)該著重注意依據(jù)抗震等級進行抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計，為此，相關(guān)單位應(yīng)該依據(jù)當(dāng)?shù)貙嶋H情況，通過借助當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)勘查部門以及查閱當(dāng)?shù)貧v史地震等級記錄來確定當(dāng)?shù)氐卣鸬燃?。除此以外，設(shè)計者在確定當(dāng)?shù)氐卣鸬燃墪r，還應(yīng)該重視地震周期，避免房屋建筑在經(jīng)過長時間使用后性能下降時遭遇地震，一旦出現(xiàn)這種情況，會給當(dāng)?shù)鼐用竦纳敭a(chǎn)帶來極大的損失。因此設(shè)計者應(yīng)該根據(jù)地震周期進行調(diào)整，確保房屋抗震性能在地震周期內(nèi)可靠性有保證。

5.2? 加強審核設(shè)計質(zhì)量

鑒于在房屋抗震設(shè)計的復(fù)雜性，以及可能存在的條件限制，在設(shè)計者初次進行抗震設(shè)計時極有可能出現(xiàn)抗震性無法滿足實際需求的問題，所以設(shè)計者為了避免出現(xiàn)條件限制，會對建筑結(jié)構(gòu)進行調(diào)整以滿足抗震性能要求，但是調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)又會對抗震等級產(chǎn)生影響。所以設(shè)計者在進行設(shè)計時，應(yīng)該依據(jù)實際要求對設(shè)計初稿進行復(fù)核，如果發(fā)現(xiàn)抗震性能由不符合實際需求時，應(yīng)及時分析設(shè)計方案中的缺陷在哪，并采取針對性措施進行調(diào)整，確保房屋建筑抗震性能符合當(dāng)?shù)貙嶋H情況。

6? 結(jié)束語

綜上所述，房屋的抗震性在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中占據(jù)著重要地位，因此業(yè)界應(yīng)該加強對房屋抗震性提高的研究，全面提高房屋抗震性能，切實保障居民生命財產(chǎn)安全。經(jīng)過分析，我們可以得出結(jié)論，抗震設(shè)計的主要目的降低房屋在地震中倒塌的幾率，延長倒塌時間，因此設(shè)計者應(yīng)該明確抗震設(shè)計中簡化性、整體性、抵抗性原則，注重設(shè)定合理的抗震等級以及圖紙復(fù)查工作，靈活運用上述三種抗震結(jié)構(gòu)，全面加強房屋抗震性能，為保障人民生命財產(chǎn)提供有力保障。

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