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

邢曉靜

摘? ? 要：地震作為一種傷害力較強的自然災(zāi)害，一旦發(fā)生較高強度的地震，將會對人們的生命財產(chǎn)安全造成極大的影響。房屋作為人們最主要的生活場所，若是對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的抗震設(shè)計，則能很好的降低地震對人們的威脅，降低建筑所受的傷害，甚至促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展。本文將對抗震設(shè)計在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)用的相關(guān)內(nèi)容展開研究，以供參考。

關(guān)鍵詞：抗震設(shè)計;房屋結(jié)構(gòu);結(jié)構(gòu)設(shè)計

1? 引言

地震的發(fā)生，很容易導(dǎo)致房屋建筑的傾倒，給建筑造成嚴(yán)重的破壞，地震發(fā)生后也有很大幾率會發(fā)生二次傷害。這不僅對人們的生命財產(chǎn)安全造成了巨大的損害，被破壞的房屋也會導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)和社會損失。房屋是人們主要的生活場所，因此必須要加強抗震設(shè)計，根據(jù)地震發(fā)生的特征，進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計，以確保房屋能夠最大程度的承受地震災(zāi)害。本文將基于影響抗震性能的主要因素，以及房屋抗震設(shè)計的原則，對建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中基于抗震措施的方法進(jìn)行探討，這對有效保護(hù)人們生命財產(chǎn)安全，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)有重要意義。

2? 影響房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中抗震性能的主要因素

2.1? 傳統(tǒng)的抗震設(shè)計

當(dāng)前房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中也采用了抗震設(shè)計，這些抗震設(shè)計的原則源自行業(yè)多年的抗震設(shè)計經(jīng)驗。但隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，高層房屋建筑不斷增多，傳統(tǒng)的抗震設(shè)計不再適用，在實際應(yīng)用中，出現(xiàn)了諸多不足，在地震災(zāi)害中高層房屋建筑必然會面臨重大威脅。且在實際建設(shè)中，一些房屋結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計并不符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，即便是進(jìn)行了抗震設(shè)計，也難以達(dá)到良好的抗震效果。

2.2? 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本點

對于房屋建筑的設(shè)計來說，建筑結(jié)構(gòu)形狀要最大化的進(jìn)行簡化，對建材進(jìn)行靈活的運用，同時清晰的了解建筑各個結(jié)構(gòu)的部件，對建筑各項數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的掌握，以確保建筑能夠最大的穩(wěn)定性。在豎向結(jié)構(gòu)設(shè)計中，房屋建筑結(jié)構(gòu)的均勻性也十分重要，足夠的均勻性能夠使房屋建筑在受到突然外力襲擊時，不會出現(xiàn)嚴(yán)重的變形。設(shè)計中也會確保房屋建筑具備整體的合理性，特別是根基必須要穩(wěn)固。以上設(shè)計基本點，若是在設(shè)計時未能準(zhǔn)確把握，則也會對房屋的抗震性產(chǎn)生負(fù)面影響。

3? 房屋建筑抗震設(shè)計需遵守的原則

想要提高房屋建筑的抗震設(shè)計水平，在進(jìn)行抗震設(shè)計的時候，要遵循以下幾方面的原則：第一，整體合理性原則。在對房屋建筑進(jìn)行抗震設(shè)計的過程中，要考慮到房屋建筑本身的整體的合理性，確保抗震設(shè)計不會影響到房屋建筑的整體結(jié)構(gòu)。因為房屋建筑中一些結(jié)構(gòu)的設(shè)計，是為了保證房屋本身的穩(wěn)定性，若遭到破壞，會直接影響房屋本身的抗震性能;第二，結(jié)構(gòu)合理性原則。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，要從整體上進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，減少建筑的側(cè)拉力，最大化的確保建筑結(jié)構(gòu)的合理;第三，豎向均勻性原則。如果房屋建筑的豎向不均勻，當(dāng)受到較大外力沖擊的時候，很有可能會發(fā)生變形。因此，抗震設(shè)計同樣要確保建筑豎向的均勻性，使建筑能夠最大化的承受外力，降低變形程度;第四綜合因素原則。房屋建筑的抗震設(shè)計，要考慮到房屋所在地的環(huán)境、地形、水利等綜合因素。比如，對于一些地震高發(fā)區(qū)，則建筑的抗震等級則要更高一些;考慮到建筑中的水電系統(tǒng)，避免水電系統(tǒng)的設(shè)計影響到房屋建筑抗震性能等。

4? 房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計

4.1? 房屋建筑結(jié)構(gòu)平立面體型的確定

對于房屋建筑結(jié)構(gòu)而言，只有進(jìn)行合理的平立面布置，確保結(jié)構(gòu)布置符合建筑的抗震要求，其自身結(jié)構(gòu)的抗震性能才能提升。對房屋建筑的平立面結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的布置，就是確保建筑結(jié)構(gòu)功能順暢使用的情況下，盡可能的遵循平面規(guī)則、對稱規(guī)則進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，使房屋建筑同一樓層平面剛度變化相同。另外，要盡可能的降低房屋建筑的豎向凹凸，使其豎向剛度的變化趨于穩(wěn)定，最大化降低不同樓層之間從產(chǎn)生剛度突變。除此之外，如果房屋建筑的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，就要對其抗震縫進(jìn)行更加嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計，確?？拐鹂p的距離足夠大，當(dāng)兩側(cè)結(jié)構(gòu)發(fā)生突變時，不會相互碰撞。抗震縫是抗震設(shè)計中比較敏感的環(huán)節(jié)，必須要進(jìn)行合理的設(shè)置，否則當(dāng)?shù)卣馂?zāi)害發(fā)生時，不但不能起到良好的抗震作用，甚至還會降低房屋建筑本身的抗震性能。

4.2? 選擇符合抗震設(shè)計要求的建筑材料

從抗震的角度選擇建筑材料，需要和建材具備輕質(zhì)和高強的特性，構(gòu)件之間能夠整體性的連接，并具備延性，最大化的將建材的強度發(fā)揮出來。根據(jù)以上原則，鋼結(jié)構(gòu)是最佳的房屋建筑抗震建材。事實也證明，鋼結(jié)構(gòu)的確具備良好的抗震性能，唯一的不足是，鋼結(jié)構(gòu)的價格比其他建材要高，且需要較高的維護(hù)費用;另外，現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)也具有良好的整體性，且延性能夠達(dá)到抗震設(shè)計的要求，抗側(cè)移剛度也較好。最為重要的是，和鋼結(jié)構(gòu)相比，其價格較低。但其自身存在一個致命的不足，難以長時間進(jìn)行良好的抗震，若地震時間較長，混凝土?xí)饾u被擠碎;裝配式鋼筋混凝土施工方便，不過框架節(jié)點等構(gòu)件接頭強度和變形能力均低于構(gòu)件本身強度;預(yù)制構(gòu)件也具有一定的抗震性能，但不具備整體性和延性，且在安裝過程中會產(chǎn)生次應(yīng)力，因此在高烈度地區(qū)的房屋建筑中盡量不采用此類結(jié)構(gòu)。基于以上對抗震材料的分析不難看出，當(dāng)前的建筑材料大多不具備完美的抗震性能。因此為了確保房屋建筑具有最大的抗震性能，要根據(jù)房屋所在地的環(huán)境因素、地震頻率等因素，選擇合適的抗震材料。

4.3? 合理的選擇房屋建筑建設(shè)場地

房屋建筑土地的選擇，應(yīng)盡可能選擇密度和硬性都比較好，且土質(zhì)成分均勻性交好的場地。因為具有以上特性的土地，能夠更好的承載房屋建筑的荷載。房屋建筑土地的選擇，有幾類土地是盡可能避免選擇的土地類型：軟土、液化土、河岸邊等。因為此類土地的密度和硬度不夠，甚至缺乏良好的凝結(jié)度，一旦發(fā)生地震，房屋建筑傾倒的可能性很大。另外，地震斷裂帶也是不利于房屋建筑建設(shè)的場地，因此一定要避免選擇。

4.4? ?對房屋建筑的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確的計算

在對房屋建筑進(jìn)行抗震設(shè)計之前，和抗震相關(guān)的參數(shù)必須要進(jìn)行準(zhǔn)確的計算。第一，根據(jù)該地區(qū)的自然條件，計算出房屋建筑的抗震等級，并制定合理的抗震措施;第二，以所建的房屋建筑結(jié)構(gòu)類型，對其在地震中的荷載進(jìn)行計算，選擇適合該的抗震設(shè)計參數(shù);第三，借助信息技術(shù)，建立計算模型，計算房屋建筑在地震中的各方面抗震數(shù)據(jù)，根據(jù)計算結(jié)果，決定是否對抗震措施、設(shè)計參數(shù)等進(jìn)行調(diào)整;第四，根據(jù)最終的計算結(jié)果，進(jìn)行房屋建筑的抗震設(shè)計。

4.5? 通過相應(yīng)措施加強抗震薄弱環(huán)節(jié)

雖然采取了合理的抗震設(shè)計，但因為環(huán)境因素的不同，實際的房屋建筑建設(shè)難免會存在一些薄弱環(huán)節(jié)，這是抗震設(shè)計中不可忽略的地方。加強對薄弱環(huán)節(jié)的保護(hù)，避免因此降低房屋建筑的抗震性能。可以從兩個方面進(jìn)行：加強對薄弱環(huán)節(jié)的保護(hù)，以及將薄弱環(huán)節(jié)上的荷載盡可能的轉(zhuǎn)移到能夠承受更高荷載的結(jié)構(gòu)上，分擔(dān)薄弱環(huán)節(jié)的荷載。要注意的是，若薄弱環(huán)節(jié)比較集中，荷載的轉(zhuǎn)移不能只轉(zhuǎn)移到一個建筑結(jié)構(gòu)上，而是應(yīng)該平均轉(zhuǎn)移。這么做的目的，是為了避免某一結(jié)構(gòu)不至于承受過度荷載。

5? 結(jié)語

房屋建筑是人們生存的主要場所，其抗震設(shè)計性能會直接影響到人們的生命財產(chǎn)安全，乃至對整個社會都有一定的影響。因此在設(shè)計中一定要遵循抗震設(shè)計的原則，考慮房屋建筑設(shè)計基本點，結(jié)合房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計共同設(shè)計，最大化的提升建筑的抗震性能。

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