房屋建筑中结构抗震概念设计的应用探讨

曹刚

摘 要：地震处于突发性的地质灾害，在严重的地震灾害影响下，众多建筑工程会出现坍塌现象，区域交通和通信会陷入瘫痪，人们正常生活及社会经济发展均会遭受巨大冲击。我国属于地震高发区，为了降低地震灾害所带来的损失或影响，需落实地震灾害的预防工作，将抗震概念设计与建筑结构设计相结合应用，是提升建筑抗震性能的重要措施，可为建筑用户提供相对安全的空间，进而保障广大人民群众的生命财产安全。

关键词：房屋建筑；结构抗震；概念设计；应用

引言

目前时代的发展使得计算机的应用范围越来越广泛，其应用虽然使得设计建筑结构的工作更加方便，对设计结构的效率和质量进行提升，但同时也会使得设计人员对计算机越来越依赖。许多设计人员在设计建筑结构的过程中，都认为只需要保证设计标准规范就可以，因此其设计的结构合理性、经济性以及整体性都远远不够。对此，就需要对概念设计的应用进行重视，从而对建筑结构设计水平进行提升。

1 建筑结构设计中概念设计应用的原则

1.1 空间作用原则

作为一种空间结构，建筑物在进行结构概念设计的过程中，就需要对其结构空间作用的科学性进行保证，并且对其原有结构进行恢复，从而对建筑结构设计的可靠性、安全性以及科学性进行保障。

1.2 优化选型原则

首先，需要对建筑结构布置进行优化。在对建筑使用的方向和需要进行确定的基础上，优化布置建筑的柱墙支承系统、基础系统以及楼层盖水平。除此之外，还需要比较建筑的支承作法、竖向变形、承载力、地质条件、侧向变形等结构性，从而对其优越性、科学性、合理性进行进一步的确定。其次，需要对建筑结构体系进行优化。在设计建筑结构体系的过程中，需要对建筑基本构件的特点进行充分的掌握，随后以建筑使用情况、荷载以及环境为依据，对优化方案进行选择，从而对各种情况间的关系进行判断，并在此基础上进行结构单元的创建，对结构单元应用交叉、叠合、線型以及平面等集合形式进行转换，从而促使主要结构体系形成。

1.3 弱梁强柱设计原则

在设计建筑的过程中，需要遵守弱梁强柱的原则。这一设计原则的应用，能够使得强烈地震发生的时候，建筑结构梁的塑性充分体现出来。

1.4 结构延性设计原则

通常情况下，延性系数会将建筑结构延性体现出来，并且其系数是结构极限变形和屈服变形的比值，建筑结构的延性就由其比值所决定，其延性越好就代表其比值越大。与此同时，如果建筑结构构件的延性较好，则其整体建筑结构的延性必然也十分优良。

2 房屋建筑中结构抗震概念设计的应用

2.1 抗震结构体系的选择

首先结构体系要能概括出计算简图和内力传递路线，同时为了增加安全度，避免因部分构件遇地震破坏而引发建筑结构体系失去抗震能力或承载能力，应设置多道抗震防线，比如地震时框架结构中，填充墙应先于框架破坏；框架-抗震墙结构中，抗震墙应先受水平地震力破坏。

2.2 注重抗震结构的设计

就当前的建筑概况来看，150m 以上的建筑中，主要采用了三种类型的结构体系，即框-筒、筒中筒以及框架支撑体系，这三种体系均是在建筑中存在和应用较好的主要体系。我国钢材生产总量较大，且在钢结构生产中取得了非常大的进步，故建议在建筑结构设计中，尽可能地运用钢骨混凝土的建筑结构、钢管混凝土结构以及钢结构，并在此基础上，不断调校柱断面的大小，改善结构中的抗震性能。建筑结构在抗震功能的设计中，施工人员可以将传统的、以硬性为主的抗震模式逐渐转向以柔性为主的抗震模式，最终将以柔克刚和刚柔相济的主要目的进行落实，能够将地震发生时的主要冲击力进行释放。

2.3 房屋建筑场地的合理选择

由于地壳运动产生地震，房屋建筑会因受到地震影响而受到不同程度的破坏。由此可见，地质条件的优良程度是直接影响房屋建筑是否能抵抗地震灾害的重要因素。在进行房屋建筑位置的选择时一定要科学合理且慎重。在进行房屋建筑位置选择时应注意以下几个方面，首先，在选择合理建筑位置时，应将地质坚硬、地势开阔等有利于抗震的场地作为第一个考虑选项，选择这样地质条件较好的土地进行房屋建筑，可以有效缓解地震活动影响地基稳定，造成地基塌陷，继而发生房屋建筑坍塌的情况；其次，在进行位置选择时，应尽力避免地质松软、地势狭窄等不利于抗震的土地，如河岸地、山坡地等，否则在地震突发时，极易造成雪上加霜的局面，地质松软或地势狭窄的土地，一旦遇到地震等自然灾害，势必会在双重不利条件下导致房屋建筑倒塌，造成人员伤亡及财产损失等；再次，在进行房屋建筑选址时，应避开自然灾害并发区，诸如容易发生泥石流或者滑坡危险的地段，避免在遇到地震灾害时并发其他自然灾害，数灾并发，造成房屋建筑损坏严重，人员伤亡极大的严重后果。

2.4 牢固树立概念设计理念意识

建筑方案设计的目的是构造功能与美观协调统一的建筑空间，结构工程师的首要任务是在此过程中配合处理好结构方案、整体结构、子结构、结构构件之间的整体关系。结构工程师的概念设计能力积累会贯穿于在一系列设计实践的不懈追求中，结构工程师要不断用行动抵制被动参与建筑结构设计，抵制只关注结构计算是否通过规范及计算机辅助程序的计算反馈快速出图和完成设计的诱惑。结构工程师应把更多的精力放在建筑方案阶段对应的结构概念设计的思考上，综合运用其掌握的结构概念设计理念，实现选择效果最好、经济性平衡的结构方案，从整体上把握结构设计的方向，避免误入歧途。

2.5 结构性预制件的合理布局

房屋结构预制件的合理布局非常重要，尤其是混凝土和钢结构的构件，其竖向和平面布置与房屋本身结构的抗震性能有非常密切的联系，在房屋的错落竖向结构和平行结构的布置原则方面，应当有效地提升整个房屋结构的抗震性能，尤其是在竖向刚度和强度的应用方法上，一定要保证对房屋结构进行抗震性的设计有良性作用。施工中应该保证工件使用的均匀度，严格控制屋外的设计布线和抗震缝的位置设置，做到尽可能地保证房屋结构功能齐全，以达到抗震时间长的效果，并且使房屋视觉效果美观大方。在进行房屋墙面的砌体刚度和整体性的工作中，抗震构件应当尽可能地使用现浇混凝土楼盖，这些混凝土结构本身的水平高度和整体性能非常优良，且经过大量的地震抗震实验验证，可以有效地增强房屋的整体性和刚度。在施工过程中一定要使得抗震墙体平面上的水平都尽可能对齐，解决房屋散落和位移的问题，同时配合地震过程中的构造柱和钢筋位置均匀分布，以改善房屋的整体抗震性。

结束语

综上所述，建筑的抗震性与人民群众的生命财产安全息息相关，加强建筑结构抗震设计的重要性是不言而喻的，因此，在建筑施工设计过程中，设计人员应根据建筑所在区域的地质情况及具体的抗震要求进行建筑结构设计，以进一步提高建筑结构的抗震性能，进而为建筑用户提供一个安全、舒适的生活工作环境。

参考文献

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