抗震設計在房屋建筑結構設計中的應用探討

丁國營

摘 ? ?要：抗震設計在房屋建筑結構設計中的應用需要綜合運用各種知識，充分考慮建筑工程的使用功能、設防烈度、場地類別、地基基礎類型、建筑高度、結構材料和施工工藝等，同時還要考慮結構的設計、技術以及經(jīng)濟保障等，選擇最優(yōu)化的建筑體系，從而提高房屋建筑結構的抗震能力?；诖?，本文闡述了房屋建筑結構工程抗震設計的基本要求，對抗震設計在房屋建筑結構設計的應用及其設計要點進行了探討分析。

關鍵詞：房屋建筑結構;抗震設計;要求;應用;意義

1 ?引言

房屋建筑結構設計中心理念在于“實用、經(jīng)濟和安全”，抗震設計在房屋建筑結構設計中的應用基于這一中心理念而產(chǎn)生。由于地震的不確定性和破壞性特點，因此在房屋建筑結構設計中應用抗震設計體現(xiàn)了設計的安全概念以及對自然災害的預防措施。

2 ?房屋建筑結構工程抗震設計的基本要求

GB 50011—2010《建筑抗震設計規(guī)范》對建筑的抗震設防提出“三水準、兩階段”的要求，“三水準”即“小震不壞，中震可修，大震不倒”。當遭遇第一設防烈度地震即低于本地區(qū)抗震設防烈度的多遇地震時，結構處于彈性變形階段，建筑物處于正常使用狀態(tài)。建筑物一般不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用。因此，要求房屋建筑結構滿足多遇地震作用下的承載力極限狀態(tài)驗算，要求建筑的彈性變形不超過規(guī)定的彈性變形限值。當遭遇第二設防烈度地震即相當于本地區(qū)抗震設防烈度的基本烈度地震時，結構屈服進入非彈性變形階段，建筑物可能出現(xiàn)一定程度的破壞，但經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用。

3 ?抗震設計在房屋建筑結構設計中的應用分析

3.1 ?充分做好抗震設計準備工作

房屋建筑結構抗震設計過程中，相關工作人員應注重以下要點：第一，明確房屋建筑結構抗震設計與常規(guī)建筑結構基礎設計之間的差異性。嚴格遵守國家及有關部門針對建筑結構抗震性設計頒布的明文規(guī)定，切實提高房屋建筑結構抗震設計期間的專業(yè)性及規(guī)范性;第二，嚴把房屋建筑結構抗震設計之前地質勘測工作質量關口，細致分析地質結構基本承載力，針對發(fā)現(xiàn)的軟土地基結構制定出相關優(yōu)化機制，切實提升房屋建筑結構后期建設過程中的穩(wěn)定性;第三，在房屋建筑結構設計期間中，需盡量選擇地質承載效果較好的地區(qū)，以切實提房屋建筑結構施工期間的安全效益。

3.2 ?嚴格地基基礎設計

在進行房屋建筑結構設計時，為確保結構整體性及剛性符合設計需求，需嚴把地基基礎設計關口。同時，在設計填埋深度時，需盡可能處理基礎填埋深度，如嵌固深度等，并做好基坑回填夯實處理，提升房屋建筑結構在地震發(fā)生時的可靠性性。不僅如此，房屋建筑結構包括房屋建筑上部及基礎部分，應在上部及基礎部分構造柱設計期間，加強用于連接建筑上部結構及基礎的圈梁，以此切實提升建筑地基的剛度，確保建筑結構能夠在地震災害中穩(wěn)定性。

3.3 ?選擇合適的房屋建筑結構工程體系

保證建筑物的整體協(xié)調，最為重要的就是要選擇適合的建筑工程體系，因此在進行建筑工程抗震概念設計過程中，一定要讓所設計的建筑物的結構體系同時滿足這兩大條件：第一穩(wěn)定;第二合適。對于一個科學合理的建筑工程體系而言啟不僅可以有效滿足變形的要求，同時還可以有效抵抗沖擊力的要求。建筑物要具備一定的剛度這樣才能對自身的荷載起到一定的承受作用從而有效避免變形的出現(xiàn)此外在發(fā)生地震時才有可能對巨大的地震力起到有效緩沖作用而達到有效避免局部受損的良好效果。因此在選擇建筑物結構體系時，既要注意建筑物傳力途徑的明確性，同時又要注意受力計算的明確性盡可能在建筑工程體系中不使用轉換層這樣在發(fā)生地震時可以有效避免建筑物傾斜或局部受損等現(xiàn)象的出現(xiàn)。

3.4 ?提高抗震設計等級

研究表明，以地震災害分析50年為一個分析周期，而小震的重現(xiàn)世間為50年，小震災害已經(jīng)超過抗震設計安全烈度的概率為62%;中型地震的重現(xiàn)世間為475年，中震災害已經(jīng)超過抗震設計安全烈度的概率為10%;大型地震的重現(xiàn)世間為2000年，大震災害已經(jīng)超過抗震設計安全烈度的概率為2%。因此，一些建筑工程設計專家指出，我國地震多發(fā)地帶應該及時提高建筑工程的抗震等級，嚴格控制建筑工程的抗震設計，確保建筑工程的抗震穩(wěn)定性。

3.5 ?規(guī)范建筑形體及構件布置

主要類型有：扭轉不規(guī)則、凹凸不規(guī)則、樓板局部不連續(xù)，具體可以體現(xiàn)到對結構分析軟件的計算結果的分析判斷，如扭轉不規(guī)則，體現(xiàn)在：位移比不宜大于1.2且不應大于1.5，周期比對于A級高度建筑不應大于0.90豎向剛度不規(guī)則的主要類型有：側向剛度不規(guī)則、抗側力構件不連續(xù)、樓層承載力突變等，如側向剛度不規(guī)則就要求本層的側向剛度不小于相鄰上一層的70。及其上相鄰三個樓層側向剛度平均值的80。等。如設計結果不滿足，設計人員應對模型重新進行分析，調整梁柱布置及截而，盡量做到使結構規(guī)則。如確實滿足不了，則應對薄弱部位進行重點加強。如平而規(guī)則而豎向不規(guī)則的建筑，剛度小的樓層的地震剪力，規(guī)范要求乘以不小于1.15的增大系數(shù)。

3.6 ?重點部位重點設防

對于重要的環(huán)節(jié)可以人為的對其加強，如煤礦建筑井口房設計中，驅動設置在井口房樓板上的情況，該區(qū)域振動大、拉力大，并且與煤礦生產(chǎn)息息相關，設計中應重點加強。另外，破壞后容易引起大面積倒塌的構件，也應作加強處理。

4 ?抗震設計在房屋建筑結構設計中應用的重要意義

4.1 ?降低地震對房屋建筑影響

被工程界認可的一個辦法是在建筑基礎與建筑的主體部分之間加設一個隔震層，有的設計師在建筑物的頂端部分加設一個“反擺”。此反擺的作用是能夠在地震時使建筑物的位移方向相反，降低了加速度，降低地震的作用。根據(jù)相關研究分析，如果對“反擺”設置合理，那么對降低地震影響的概率可達65%。

4.2 ?提高房屋建筑結構的抗震能力

出于對建筑工程抗震功能的保證，筆者認為要做好以下幾點：（1）在建筑工程中要考慮地基的穩(wěn)定性因素，挑選對抗震有益的地基，防止地基變形影響抗震功能。（2）同一建筑工程單元要設計在性質一樣的地基上，要把地基最大潛力融入建筑的結構設計，有利于發(fā)揮地基的抗震功能。（3）建筑工程盡量做到規(guī)則、對稱，以降低地震作用導致的建筑變形度以及避免地震作用力集中導致建筑扭曲的狀況發(fā)生。（4）建筑的整體結構設計中要多加幾道抵抗防線，以提高建筑工程的抗震力，同時建筑工程受力設計要明確，防止存在建筑工程局部薄弱。（5）最大程度的減少建筑工程自身重量，從而減小建筑對地基的壓力，達到緩解地震沖擊作用對建筑體的影響力。

4.3 ?保證房屋建筑剛度

合理地設計和確定建筑物的剛度非常重要。因此首先要考慮到的是采用大量的鋼筋混凝土。主要是在已有的鋼筋混凝土之上使用“鋼結構”對其進行進一步加層加固。加固分為兩種情況：（1）如果所需要進行加層的建筑工程的體系是鋼結構，而國家規(guī)定：上部是鋼結構、下部是鋼筋混凝土兩種不同的體系結構是不符合抗震規(guī)范的。（2）假設屋蓋的部分是采用鋼結構，而鋼筋混凝土仍然是作為整個建筑工程的抗側力的主要體系，則必須根據(jù)相關的規(guī)定進行抗震設計。

5 ?結束語

綜上所述，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展以及城市化建設的不斷推進，人類對資源的過度利用，自然災害變得越來越多，在面對地震這樣的自然災害時，人類無法控制只能夠進行力所能及的防護，因此對抗震設計在房屋建筑結構設計中的應用進行分析具有重要意義。

參考文獻：

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