抗震設(shè)計(jì)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用探討

韓東

摘 要：地震具有極強(qiáng)的破壞力，地震一旦發(fā)生會(huì)對(duì)人們的財(cái)產(chǎn)安全造成威脅，居民建筑有可能瞬間倒塌。房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)直接關(guān)系到建筑的質(zhì)量，在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中要考慮到建筑的抗震性，以降低房屋在地震中的倒塌概率。本文主要分析了抗震設(shè)計(jì)的有關(guān)應(yīng)用和抗震設(shè)計(jì)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用策略。

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

隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)的快速發(fā)展，大量的農(nóng)村人口涌入城市，對(duì)住房的需求量開始增加，也加速了建筑行業(yè)的發(fā)展。對(duì)于房屋建筑的功能性要求也越來(lái)越高，而城市房屋的密集度增大，對(duì)于房屋的抗震性也有了新的要求。房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要更多的考慮建筑的安全、穩(wěn)固，尤其是在地震高發(fā)地帶的人口密集區(qū)。

1 抗震設(shè)計(jì)的有關(guān)應(yīng)用

1.1 抗水平荷載應(yīng)用

房屋建筑的荷載受到水平荷載的影響較大，在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中要考慮到這方面的因素，要加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)中抗水平荷載的重視?？顾胶奢d應(yīng)用一般指代的是材料結(jié)構(gòu)的剛度，在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)材料的剛度進(jìn)行適宜的調(diào)整，并通過(guò)模擬地震的形式對(duì)房屋建筑的抗荷載水平進(jìn)行測(cè)試，模擬過(guò)程中不斷的增加模擬的震級(jí)，對(duì)房屋倒塌的程度進(jìn)行觀察的詳細(xì)的記錄，把有關(guān)材料剛度的一定問(wèn)題進(jìn)行合理的調(diào)整。通過(guò)反復(fù)的實(shí)驗(yàn)使得建筑的抗水平荷載的水平達(dá)到平衡狀態(tài)，以此來(lái)提高房屋建筑的抗震性能。

1.2 位移剛度的應(yīng)用

建筑力學(xué)結(jié)構(gòu)的平衡與出現(xiàn)位移現(xiàn)象的比重有關(guān)，建筑力學(xué)結(jié)構(gòu)質(zhì)量較差時(shí)，出現(xiàn)位移的現(xiàn)象越是嚴(yán)重[1]。提高房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震性，也要加強(qiáng)對(duì)于位移剛度的研究設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過(guò)程中，可通過(guò)定量外加劑來(lái)提高位移剛度。由于地震載荷，建筑結(jié)構(gòu)受到影響就會(huì)出現(xiàn)位移現(xiàn)象，地震載荷一般不可預(yù)測(cè)，所以位移現(xiàn)象也無(wú)法得到準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。對(duì)于位移的分類有側(cè)位移和水平移動(dòng)兩種，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中要考慮到兩種位移的影響，對(duì)于墻基和底層的連接的水平關(guān)系等都要細(xì)致的考慮到。

1.3 延展性結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

地震的破壞力度極強(qiáng)，波及范圍廣，普通建筑物極易在地震瞬間倒塌，因此為了延長(zhǎng)建筑物在地震中的倒塌時(shí)長(zhǎng)，盡量保護(hù)人們的人身安全，加強(qiáng)建筑物的抗震特性，設(shè)計(jì)時(shí)使用延展性結(jié)構(gòu)。延展性結(jié)構(gòu)具有極強(qiáng)的適應(yīng)能力，受到外界載荷時(shí)，會(huì)自動(dòng)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，能夠使得材料長(zhǎng)期保持力學(xué)平衡狀態(tài)[2]。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中按照抗震的等級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，可避免出現(xiàn)載荷過(guò)大的情況出現(xiàn)。設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)需要選擇合適的延展性結(jié)構(gòu)。

1.4 材料抗震設(shè)計(jì)的應(yīng)用

材料抗震性能直接決定了建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震水平，設(shè)計(jì)人員要加強(qiáng)對(duì)于建筑材料的抗震設(shè)計(jì)。材料的抗變形能力、強(qiáng)度、剛度決定了材料的抗震性。材料的抗變形能力體現(xiàn)在地震破壞過(guò)程中，材料維持力學(xué)平衡的情況下，能否保持材料的形狀不發(fā)生形變。材料的剛度決定了建筑物在受到地震破壞時(shí)倒塌的時(shí)間長(zhǎng)短。而材料的強(qiáng)度是否良好，體現(xiàn)在材料在地震過(guò)程中對(duì)地震直接應(yīng)力的抵抗能力。

2 抗震設(shè)計(jì)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用策略

2.1 嚴(yán)格設(shè)定防震等級(jí)

建筑設(shè)計(jì)人員為了確保建筑物的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，設(shè)定房屋建筑的抗震水平時(shí)一般會(huì)高于當(dāng)?shù)氐目拐鸬燃?jí)，以免建筑在較常出現(xiàn)的地震中出現(xiàn)坍塌。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要對(duì)于抗震等級(jí)問(wèn)題進(jìn)行高度重視?？拐鹪O(shè)防的標(biāo)準(zhǔn)是與當(dāng)前國(guó)家的經(jīng)濟(jì)水平、科學(xué)技術(shù)應(yīng)用水平有著一定聯(lián)系的，設(shè)定防震等級(jí)要按照不同建筑類型的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)置。并對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況進(jìn)行勘測(cè)，通過(guò)有關(guān)部門的地震調(diào)查資料、歷史地震的等級(jí)記載的數(shù)據(jù)進(jìn)行當(dāng)?shù)氐牡卣鸬燃?jí)。同時(shí)還要注意到地震的周期性的表現(xiàn)特征，由于部分房屋使用年限較久，房屋的功能性下降，一旦有地震發(fā)生，有可能出現(xiàn)大面積的房屋坍塌。為了有效保證地震周期內(nèi)，房屋的抗震水平，對(duì)于房屋的建筑結(jié)構(gòu)的防震等級(jí)進(jìn)行細(xì)微的調(diào)整。國(guó)內(nèi)對(duì)于抗震等級(jí)的設(shè)定一般依照一定的事實(shí)依據(jù)的，設(shè)計(jì)過(guò)程中遵循地震防震等級(jí)設(shè)計(jì)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，采用設(shè)防烈度或者是設(shè)計(jì)有關(guān)的地震參數(shù)。為了達(dá)到建筑結(jié)構(gòu)的實(shí)際抗震的有關(guān)要求，要與地震的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng)。

2.2 設(shè)計(jì)多重的抗震防線

在地震發(fā)生時(shí)，每一道抗震防線都發(fā)揮著保護(hù)人民人身安全的作用，多重防線的設(shè)置有助于提高建筑物在地震中的抗震水平。因此，為了能夠更好的提高建筑物在地震中的抗震性能，計(jì)多重的抗震防線，讓每一道防線都能盡量的去減少地震對(duì)于建筑物的破壞程度和保障人民的安全。在選取建筑材料時(shí)盡量選擇延展性較好的材料，加強(qiáng)建筑物在受到地震破壞時(shí)，能夠盡量維持力學(xué)的平衡，減少在受到外界應(yīng)力的過(guò)程中，房屋建筑發(fā)生較大的形變。在延展性材料的使用過(guò)程中，將材料應(yīng)用于建筑相應(yīng)的抗震位置，可以進(jìn)一步的加強(qiáng)房屋建筑的抗震能力。房屋建筑的設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)于抗震設(shè)計(jì)的有效措施實(shí)施，并結(jié)合不同房屋類型的功能性，加強(qiáng)對(duì)于房屋的抗震等級(jí)。對(duì)于房屋建筑的多重的抗震防線的設(shè)計(jì)，要多加考慮到房屋的實(shí)際設(shè)計(jì)情況，提出相對(duì)的策略，為有效增強(qiáng)房屋對(duì)于各種災(zāi)害的抵抗能力，加強(qiáng)房屋建筑的抗震水平。在設(shè)置防線時(shí)，多方面因素進(jìn)行考慮，使得房屋建筑在地震過(guò)程中受到防線的良好保護(hù)。

2.3 科學(xué)選擇建筑的結(jié)構(gòu)體系

房屋建筑設(shè)計(jì)人員為了滿足人們對(duì)于房屋建筑的各項(xiàng)功能需求，設(shè)計(jì)過(guò)程中不僅要考慮到房屋的功能性，同時(shí)要在保證房屋結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定。而抗震設(shè)計(jì)的應(yīng)用正是為了達(dá)到保證建筑結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性的目的，同時(shí)也是為了使得建筑結(jié)構(gòu)在應(yīng)對(duì)地震危害過(guò)程中，能發(fā)揮良好的抗震性能。房屋建筑設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中嚴(yán)格按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)于房屋建筑結(jié)構(gòu)的每一部分細(xì)節(jié)都遵照相關(guān)的設(shè)計(jì)圖紙施工，即使是出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)也能夠確保不影響到整體結(jié)構(gòu)的安全性。設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)，還應(yīng)當(dāng)注意到當(dāng)?shù)氐卣鸬恼鸩ǖ膫鬟f路線，有效對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格的控制。計(jì)人員還應(yīng)注意對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度進(jìn)行有效的控制，以保證建筑結(jié)構(gòu)的各部分受力均衡。在房屋建筑的豎向建設(shè)中，要注意應(yīng)力的設(shè)計(jì)，盡量在房屋建筑在受到地震威脅的情況下，延長(zhǎng)坍塌時(shí)間。

2.4 有效計(jì)算建筑的結(jié)構(gòu)參數(shù)

在房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，有關(guān)的設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)合理的去計(jì)算建筑物的結(jié)構(gòu)參數(shù)，以保證所計(jì)算的各項(xiàng)參數(shù)都是有效、正確的。由于不同地區(qū)地震對(duì)于不同類型房屋建筑所產(chǎn)生的影響不盡相同，結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，有效的對(duì)房屋建筑的抗震性能進(jìn)行設(shè)計(jì)是很有必要的。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，可通過(guò)對(duì)地震災(zāi)害進(jìn)行模擬的方式，并記錄試驗(yàn)過(guò)程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)得出實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，有效的計(jì)算建筑的結(jié)構(gòu)參數(shù)。以便能夠能給房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供一定的參考數(shù)據(jù)，同時(shí)也能夠保證設(shè)計(jì)的抗震性能。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，為了能夠使得房屋建筑結(jié)構(gòu)能夠在應(yīng)對(duì)地震災(zāi)害時(shí)，盡可能的提高抗震性能，將抗震設(shè)計(jì)應(yīng)用到房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中是很有必要的。應(yīng)用過(guò)程中中盡量嚴(yán)格設(shè)定防震等級(jí)，并設(shè)計(jì)多重的抗震防線，科學(xué)選擇建筑的結(jié)構(gòu)體系，有效計(jì)算建筑的結(jié)構(gòu)參數(shù)，從而保障房屋建筑結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)：

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[2]張均，孫棟梁.抗震設(shè)計(jì)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].建材與裝飾，2020（05）：69-70.