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

張澤男

摘 要：隨著人們生活質(zhì)量在不斷提高，對于房屋建筑的需求在不斷的提高，房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計十分關(guān)鍵，其需充分滿足住戶的居住要求，其中抗震設(shè)計必須有強(qiáng)化房屋建筑抗震性能的作用。地震的危害巨大，只有在房屋建筑中優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，方可確保建筑的安全性，維護(hù)住戶的生命及財產(chǎn)安全。

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

1 引言

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。

2 房屋結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的作用

房屋建筑結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計可增大結(jié)構(gòu)安全系數(shù)。采用更加科學(xué)合理的方式完善房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計，可改善工程在人力、物力和財力方面的供應(yīng)，降低工程建設(shè)中的資源及成本投入。且工程施工中需滿足節(jié)能環(huán)保的要求，而房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化能夠促進(jìn)建筑的可持續(xù)發(fā)展，可根據(jù)住戶的要求提高房屋建筑設(shè)計的科學(xué)性與合理性，制定更為科學(xué)的設(shè)計方案，從而縮短工程設(shè)計周期，增大工程的經(jīng)濟(jì)效益。

3 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的抗震設(shè)計

3.1 建筑選址

建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，建筑選址發(fā)揮著不可忽視的作用，雖然地震對建筑的傷害十分明顯，但是合理選擇建筑建設(shè)的位置卻能夠顯著的降低地質(zhì)災(zāi)害對建筑物的作用和發(fā)生的可能。如發(fā)生地震，建筑會出現(xiàn)較為明顯的相對移位。不同結(jié)構(gòu)和土體對建筑結(jié)構(gòu)的影響程度也有所不同。若在建筑設(shè)計和施工中無法優(yōu)化土體的性能，則一方面會直接影響建筑結(jié)構(gòu)自身的性能，另一方面也會引發(fā)建筑物嚴(yán)重的變形問題。所以，項(xiàng)目選址的過程中，要以可釋放地震能量的區(qū)域?yàn)槭走x，全面考量周邊的地貌和地形，選擇在平坦開闊、土質(zhì)良好的土地上建設(shè)建筑工程。土體的密實(shí)度較高，性狀理想，剛度和強(qiáng)度較大，更能夠承受建筑結(jié)構(gòu)不同組合形式的力的作用。若無法規(guī)避軟土地質(zhì)區(qū)，則設(shè)計人員應(yīng)當(dāng)在設(shè)計中充分發(fā)揮自身的優(yōu)勢，以豐富的經(jīng)驗(yàn)采取有效的優(yōu)化改進(jìn)處理措施，并根據(jù)工程的抗震級別采取針對性的加固措施，進(jìn)而有效緩解地震對結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性的威脅。

3.2 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(jìn)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(jìn)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?shí)際情況，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)氐卣鸬燃墶３艘酝?，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(jìn)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。

3.3 優(yōu)化布局，削弱地震能量

削減地震能量也是減輕地震對建筑結(jié)構(gòu)損害的重要方式。為了最大限度地減輕地震的破壞力，在土木工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計人員應(yīng)該嚴(yán)格控制地震可能引發(fā)的建筑物位移。設(shè)計人員在設(shè)計工作中需對其予以定性分析和科學(xué)預(yù)測，以削弱地震對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的破壞作用。此外，如發(fā)生地震，為了最大程度地避免建筑物可能出現(xiàn)的破壞及變形問題，可以定量分析基礎(chǔ)設(shè)計建筑下層位置移動的延性比，這種方法也可應(yīng)用在地質(zhì)較硬的土木工程設(shè)計和建設(shè)中。

3.4 提高房屋建筑的剛度

在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，有關(guān)成員應(yīng)該按照項(xiàng)目工程的整體用處與施工要求，實(shí)行個性化設(shè)計工作。比如，提升房屋建筑剛度的操作，為了合理發(fā)揮建筑物自身的綜合功能，推進(jìn)建筑物抗震設(shè)計能力的提高，有關(guān)成員應(yīng)該提升針對房屋設(shè)計工作的重視程度，推進(jìn)有關(guān)措施落實(shí)。在整個的設(shè)計工作過程中，有關(guān)成員應(yīng)該做到以下幾方面：首先，應(yīng)該重視鋼筋混凝土的運(yùn)用，鋼筋混凝土是現(xiàn)階段建筑工程過程中至關(guān)重要的原材料，因?yàn)樗鼡碛泻芨叩挠捕纫约皬?qiáng)度，并且價格便宜，經(jīng)濟(jì)性能良好，得到廣泛運(yùn)用。其次，在開展設(shè)計工作的過程中，增添鋼鐵結(jié)構(gòu)，用來達(dá)到加固的目的，提升建筑物結(jié)構(gòu)的抗震性能。最后，在少數(shù)建筑項(xiàng)目設(shè)計過程中，會碰到鋼混結(jié)構(gòu)與混凝土聯(lián)系密切的狀況，設(shè)計人員需依據(jù)國家法律法規(guī)，進(jìn)行規(guī)范設(shè)計，從而得到合理科學(xué)的抗震設(shè)計方案。

3.5 優(yōu)選結(jié)構(gòu)形式

在房屋建筑優(yōu)化設(shè)計中，應(yīng)高度重視建筑結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)設(shè)計。房屋建筑結(jié)構(gòu)施工時，現(xiàn)澆板施工技術(shù)較為常見，但施工中容易出現(xiàn)結(jié)構(gòu)拐角末端異形板斷裂問題，為此，編制設(shè)計方案時，需明確鋼筋材料的選擇標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計中主要選擇極限拉力較大且可滿足工程結(jié)構(gòu)塑性要求的材料，以期增強(qiáng)鋼筋受力的合理性，滿足結(jié)構(gòu)的塑性要求。此外，在工程設(shè)計中，要合理使用其他材料，優(yōu)化細(xì)節(jié)設(shè)計。結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計人員要根據(jù)設(shè)計方案和工程要求，不斷優(yōu)化現(xiàn)有的工程設(shè)計方案?？拐鹪O(shè)計是工程結(jié)構(gòu)設(shè)計中最為重要的環(huán)節(jié)，所以對設(shè)計優(yōu)化也提出了較高的要求。抗震設(shè)計無先例參考，因此，設(shè)計人員在設(shè)計時需采用概念設(shè)計的方式，以準(zhǔn)確和可靠的數(shù)據(jù)完成結(jié)構(gòu)抗震優(yōu)化設(shè)計。再者，抗震概念設(shè)計也要與其他建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方法相互融合和補(bǔ)充，以改進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的整體質(zhì)量。

3.6 墻體設(shè)計

工程內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計中，如發(fā)生地震災(zāi)害，建筑墻體所受的影響最大，墻體受到地震作用后極易出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，嚴(yán)重時甚至?xí)霈F(xiàn)倒塌的情況。可以說，墻體設(shè)計在房建結(jié)構(gòu)設(shè)計中占據(jù)著重要的位置。為強(qiáng)化設(shè)計效果，設(shè)計者需單獨(dú)設(shè)計墻體結(jié)構(gòu)。墻體的縱向設(shè)計與橫向設(shè)計均要滿足抗震設(shè)計的基本要求，以此不斷完善抗震設(shè)計。在整體概念設(shè)計和結(jié)構(gòu)方案中，設(shè)計者需高度重視細(xì)節(jié)設(shè)計，以剪力墻結(jié)構(gòu)為例，在墻體的橫向設(shè)計中，高度重視設(shè)計的均勻度，如發(fā)生地震災(zāi)害，確保墻體不會受地震作用的影響而出現(xiàn)橫向位移。在墻體的縱向設(shè)計中，如出現(xiàn)大規(guī)模地震，應(yīng)保證墻體不會發(fā)生嚴(yán)重的縱向位移，進(jìn)而減輕地震作用對墻體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的負(fù)面影響。再者，墻體結(jié)構(gòu)的承載力也需滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本要求。建筑的剛度與墻體的數(shù)量具有十分密切的聯(lián)系，如墻體的數(shù)量并未滿足設(shè)計的要求，則建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和安全性也會受到較大的影響，建筑剛度也會因此大打折扣，建筑無法應(yīng)對大規(guī)模地震的侵?jǐn)_。

4 結(jié)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(qiáng)對房屋抗震性提高的研究，全面提高房屋抗震性能，切實(shí)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(yùn)用上述三種抗震結(jié)構(gòu)，全面加強(qiáng)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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