抗震設計在房屋建筑結構設計中的應用

陸媛媛

摘要：我國是地震頻發(fā)的國家，地震災害給我國帶來了嚴重的經(jīng)濟損失，對社會發(fā)展產(chǎn)生了不利影響。因此，在房屋建筑結構設計時，需要加強抗震設計，制定有效的地震預防措施，減少地震帶來的損失。本文將對抗震設計在房屋建筑結構設計中的應用進行分析。

關鍵詞：房屋建筑結構；抗震設計

前言

地震具有不可預知性，在地震不知何時會爆發(fā)的情況下，我們所能做的只有防范并減輕地震災害造成的影響。因此，房屋建筑結構設計中的抗震設計應引起人們的關注，研究房屋建筑結構設計中的抗震方法，提高房屋的抗震性能，使得人們在災難面前不再顯得如此渺小。

1 抗震對于房屋建筑的重要性

進入21世紀之后，我國的經(jīng)濟騰飛發(fā)展。為了滿足人民日益增長的物質需要，國家投入了大量的資金以便能夠加強國內基礎設施的建設，而人們的生活需求也日益提高。人們希望國家、企業(yè)等能夠建造出跨度較過去更大的空間結構。因為在新時代，人們認為擁有高的高度、美的造型、安全的建筑才更適應這個新時代的審美。為了滿足人們的這一新需求以及綜合考慮到抗震需求，技術人員根據(jù)結構、建筑的使用材料以及各種施工技術都提出了新的對策。

地震在自然災害中屬于危害最大的災害之一，同時它對于大部分的工程結構而言也是一個大問題。在人類史上，時常發(fā)生一些給人類帶來巨大財產(chǎn)和生命損失的地震。例如1976年我國發(fā)生的唐山大地震，2008年的汶川地震等。隨著全球城市化速度的加快，有部分國家、地區(qū)的城市數(shù)量呈直線的趨勢不斷激增，人口的大量遷移致使城市人口高度密集，與此同時財富也集中在一個地區(qū)。因此，一旦發(fā)生自然災害，其造成的財產(chǎn)損失是足以令世人震驚的。地震災害是一種自然現(xiàn)象，按照人類現(xiàn)在的科技手段，還不能夠完全正確預估災害的發(fā)生以及找到有效的防止對策。因此面對地震這種不確定的災害，全球各地區(qū)的地震工程界均進行了反思一如何改變現(xiàn)在所掌握的抗震思想和技術方法以有效減少災害帶來的損失。直到目前為止，面對地震的不確定性唯一有效的科學對策是在建筑建設過程中以“抗震的基本原則”作為建筑思想。全球90%的國家的抗震規(guī)范原則普遍為“小震時不能破壞建筑、中震時建筑可以維護加固、大震時建筑不倒”，而這種設計原則也確實在實踐中獲得一定的成功。該抗震原則的采用使得建筑的抗震性能得以大大提高，即使是在人口密集的城市或是城市周邊，重大的地震災害所造成的傷亡人數(shù)已呈下降趨勢。

然而，雖然這種設計原則的主要目的是保護人們的生命安全，但它在中小震發(fā)生時導致建筑的部分使用功能喪失的可能性極大。尤其是在當下經(jīng)濟高速運轉的模式下，建筑物內的裝修、技術裝備等等費用已然超過建筑物本身的建筑費用。這種經(jīng)濟損失是無法預估的。因此，抗震設計的合理性對于房屋建筑的重要性不言而喻。

2 抗震設計在房屋建筑結構設計中的具體應用

地震既然是一種不確定的自然災害，我們能做的只有面對它，積極尋找方法降低災害造成的損失。在一些地震災害頻發(fā)的發(fā)達國家地區(qū)，地震所造成的危害較之經(jīng)濟落后地區(qū)會減輕許多，究其原因各種公共設施的防震設計自然必不可少，而房屋建筑的抗震設計也是重要的原因之一，所以應注重房屋建筑結構的抗震設計，具體解決房屋抗震設計中各環(huán)節(jié)的問題。

2.1 選擇建筑場地

建筑場地的選擇是房屋抗震設計中最基礎的部分，做好房屋建筑場地的選擇是提高房屋抗震性能的第一步。地震實際上是一種極具破壞性的不規(guī)則的地質運動，房屋在這種劇烈的地質運動下，地基會首先受到影響，發(fā)生不規(guī)則的運動，使得房屋的上部結構也隨之發(fā)生傾斜破壞。而要有效地防止這種情況的出現(xiàn)，應注重房屋建筑場地的選擇。首先，在場地選擇上應注意選擇地勢開闊平坦并且土質堅硬的區(qū)域用于房屋的建造，因為地基土的堅硬性能有效防止地基沉降的發(fā)生，在地震發(fā)生時不會在地震運動下輕易發(fā)生位移，預防由于地震作用發(fā)生的地基沉降、位移造成的房屋建筑上部結構的破壞從而為房屋建筑增加一層保護。其次，房屋建筑場地的選擇應避開一些地震多發(fā)地段以及地基軟弱的區(qū)域，若房屋建筑規(guī)劃設計一定要在這些地段建造房屋，應采取一些必要的措施以減輕這些地段房屋所存在的危險因素，可以利用地基的加固處理技術或一些抗震措施進行加固處理，從建筑的根部提高房屋建筑結構的抗震性能。最后，除了要避開地震多發(fā)地段等危險區(qū)域還應避開容易造成山體滑坡以及泥石流的地段，因為在這些地段建造房屋，地震發(fā)生后很容易引發(fā)山體滑坡等二次災害的形成，給房屋的建筑結構造成更大的威脅，增加房屋建筑的破壞程度。并且房屋建筑場地土層的厚度以及堅硬程度會對房屋建筑結構的穩(wěn)定性有極大的影響，而泥石流等多發(fā)地，土層較薄又極易沖刷，因此十分不利于房屋建筑結構的抗震設計。

2.2 地基和基礎的設計

首先，有效地提高房屋建筑結構的抗震性能，應提高房屋建筑的整體性和剛性，換句話說，在設計房屋建筑結構時，為了提高房屋建筑結構的整體性和剛性，建筑內不同的單元應建立在性質相同的地基之上，并且結構相同的房屋建筑在選擇地基的處理方式上應采用相同的標準即同一種地基的處理方式。其次，在房屋建筑基礎的填埋深度上應按照相關的規(guī)定進行深度的填埋，盡量地增加基礎填埋的深度，以保障地震發(fā)生時，基礎不會由于填埋過淺使得房屋建筑的嵌固不深，導致房屋建筑在災害中振幅加大，嚴重損壞房屋的建筑結構。因此，為了讓房屋建筑能夠發(fā)揮抗震的性能，應在規(guī)定下進行基礎的深度填埋，并做好基坑的回填夯實處理，以使房屋建筑的基礎能在地震發(fā)生的過程中保持穩(wěn)定。最后，房屋建筑包括基礎和上部結構兩部分，要提高房屋建筑的整體性，應避免在基礎室外的地坪下設置內外交圈的基礎圈梁；并且要保證整體性應在房屋建筑上部結構以及基礎部分間設置構造柱，用于連接房屋上部結構以及基礎的圈梁；而在房屋建筑基礎剛度不足的情況下可以在基底設置圈梁，以增加房屋建筑基礎的剛度，提高建筑的抗震能力。

2.3 房屋的高度和寬度設計

隨著房屋建筑的高度增加，房屋建筑結構的抗震性能也會隨之降低，而房屋建筑的高度和寬度比也對建筑的抗震能力有著重要的影響，隨著房屋建筑高度和寬度比值的增加，建筑在地震作用下發(fā)生側移和傾斜的程度也會增加，因此，地震對建筑物造成的危害也會越大。所以，為了保證房屋建筑抗震能力的提升，減輕地震對建筑造成的破壞，應根據(jù)相關的要求，限制房屋建筑的高度與寬度，并具體分析房屋建筑的具體用途，合理地設計房屋建筑的高度與寬度之比。

2.4 房屋建筑結構體系設計

房屋建筑結構體系設計中，為了增加抗震設計的有效性，應對房屋建筑結構的剛度和質量的分布均勻情況進行研究，盡量在設計中將房屋建筑結構中的平面結構以及立體結構設計成規(guī)則狀。因為房屋建筑的平面結構一旦過于復雜、房屋建筑結構的剛度與質量分布不均勻，在地震作用下會加重房屋建筑結構的扭曲現(xiàn)象，從而不但不能減輕地震造成的危害反而增加了地震的破壞。

2.5 防震縫的合理設計

由于一些房屋建筑是不規(guī)則的，因而為了保障房屋建筑的抗震功能，應對一些房屋建筑進行防震縫的處理。在房屋建筑結構設計中進行防震縫的處理應將房屋建筑進行劃分，將其分為規(guī)則并且獨立的小單位，并且防震縫的寬度應在建筑抗震要求下，完全地與上部結構分離，依據(jù)具體的房屋建筑高度，設置與建筑高度相同的防震縫。

2.6 縱橫墻的分布設計

墻體在房屋建筑結構中起著承重的作用，又因極易受地震災害的影響，應而在建筑結構抗震設計中應格外重視這部分的設計。在設計縱橫墻時，應遵循分布均勻的原則，使得不同的縱墻與橫墻能夠承擔上部結構的重量；而在縱橫墻設計的數(shù)量上，也有一定的講究，應根據(jù)具體的房屋建筑進行分析，縱橫墻的數(shù)量過少，墻體與墻體間的間距也相應增加，因此，墻體所承擔的結構重量也就越大，房屋剛度也就越不穩(wěn)定，越容易在地震發(fā)生時造成坍塌。所以在縱橫墻設計時，為了增加房屋建筑結構的抗震性能，應嚴格按照規(guī)定的要求均勻布置還應合理設置縱橫墻的數(shù)量，從而提高房屋建筑結構的抗震能力。

3 結語

房屋建筑結構的抗震設計能有效地減輕地震災害造成的破壞，在一定程度上保障人們的生命財產(chǎn)安全，因此，在房屋建筑建造的過程中應嚴格按照相關的規(guī)定要求進行抗震設計，減輕災害造成的影響。隨著地震災害的增加，建筑行業(yè)也加大房屋建筑結構抗震設計的研究，從建筑建造的各方面進行抗震設計的研究，提高房屋建筑結構的抗震性能。