谈抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用

赵连峰 李家公

中图分类号：TU352.11DOI：10.16660/j.cnki.1674-098x.2205-5640-9972作者简介：赵连峰（1991—），男，本科，工程师，研究方向为地面工程。

摘要：抗震性能是目前房屋建筑的必备功能之一，能够在地震发生时保障人们的生命健康，推动社会和谐发展。因此，需要不断完善房屋建筑设计及施工过程的抗震设计体系，规范施工步骤，设计合理的抗震方案，提高建筑整体刚度水平，延长房屋建筑的使用寿命，维护居住者人身安全，充分展现出其使用价值。本文主要阐述了抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用策略。

关键词：抗震设计工作  房屋建筑结构设计  必要性分析  设计原则  应用方案

Talking about the Application of Anti-seismic Design in Building Structure Design

ZHAO Lianfeng¹LI Jiagong²

（1.Shanghai Original Design Consulting Co.， Ltd.， Jinan Branch， Jinan， Shandong Province， 250000 China;2.Chongqing Changsha Anji Architectural Design Co.， Ltd.， Jinan Branch， Jinan， Shandong Province， 250000 China）

Abstract： Seismic performance is one of the necessary functions of current housing construction， which can protect people's life and health and promote the harmonious development of society in the event of an earthquake. Therefore， it is necessary to continuously improve the seismic design system of the building design and construction process， standardize the construction steps， design a reasonable seismic plan， improve the overall stiffness level of the building， prolong the service life of the building， maintain the personal safety of the occupants， and fully demonstrate its use. value. This paper mainly expounds the application strategy of seismic design in the structural design of buildings.

Key Words：Seismic design work; building structure design; necessity analysis; design principle; application scheme

地震可能会对人们的日常生活产生严重的破坏作用，影响正常生活。因此，需要做好房屋结构抗震设计工作，提升其抗震性能，能够免受小震甚至中震的威胁，在大震中保持屹立不倒，给生命救援活动提供更多时间，减少地震带来的物质及精神损失，充分展现出抗震结构设计在房屋建筑设计中的重要价值与作用。

1.抗震对于房屋建筑结构的重要性分析

国内经济发展迅速，人们对于生活物资的需求日益提高，国家在基础设施建设方面投入了大量的资金，以顺应物质生活水平不断提高的趋势。人们希望企业能够建造出跨度更大的空间结构，使得建筑兼具美观性、安全性及舒适性。建筑设计人员需要根据防震性能要求选择合适的材料类型及施工技术，提高结构设计的科学性^[1]。

地震灾害属于最为严重的自然灾害类型之一，使得建筑工程结构设计面临着较大挑战。全球城市化進程不断加快，人口数量呈现出直线增长趋势，人口居住越发密集，财富日益集中。地震灾害造成的人员伤亡及财产损失状况十分严重。根据现有的科学技术手段，人们难以有效预估自然灾害发生时间及寻找有效的应对策略。地震灾害具有不确定性特征，需要在建筑结构设计中引入抗震性能设计。当前，建筑行业将抗震思想作为基本设计原则，使得小震不能破坏建筑结构，中震后可以修复建筑结构，大震时建筑保持屹立不倒。抗震思想可以提高建筑物的抗震性能，在人口集中地区及城市周边建设过程中发挥着重要作用，地震灾害伤亡人数明显降低。

从正向社会效应角度出发考虑，提高房屋建筑结构的抗震性能满足社会主义和谐社会建设的基本要求，能够更好的维护社会秩序，对于现代社会建设具有正面社会效应。抗震设计对于静止的房屋建筑具有重要作用，也能够推动社会和谐稳定发展。

抗震原则能够保护人们的生命财产安全，缓解自然灾害带来的危害。但在地震发生时，大多数建筑结构都呈现出功能丧失的特点，建筑物内部再装修过程耗费的费用较高，造成了难以预料的经济损失。由此可见，提高建筑结构的抗震性能十分必要^[2]。

2.房屋建筑结构抗震性设计遵循原则分析

为了提高建筑工程结构的抗震性能，建筑完善的抗震机制，需要严格遵守抗震设计原则。

首先，房屋建筑结构抗震性设计需要遵循简单性原则。建筑工程机构形式较为简单，设计图形较为明确。在发生地震时，地震传播途径较为直接。相比于内部结构复杂的建筑结构，简单的房屋建筑机构力学计算精确程度较高，能够提高项目结构设计的平衡程度，避免出现项目设计不全面的问题。同时，规则的建筑结构可以有效缓解地震自然灾害对于建筑结构的影响，减弱地震发生时的力学传播效果，提高建筑结构的设计性能^[3]。

其次，房屋建筑结构抗震性设计需要遵循科学合理性原则。科学合理的建筑结构布局可以使得房屋建筑应对强烈的地震冲击，减弱位移或形变效果，深入分析位移及形变产生的原因，探究设计过程存在的不科学之处，不断优化并调整结构的局部布局状况。通过多次探究，可以提高建筑结构的受力平衡性能，避免其发生明显位移或变形情况。因此，需要综合考虑房屋建筑结构外部状态、连接特点及受力状况等因素，灵活调整建筑结构的参数信息，科学选择仪器材料及设备，提高房屋建筑结构的整体质量水平，减弱地震灾害对其影响，降低坍塌问题发生的概率。

最后，房屋建筑结构抗震设计需要遵循提高抵抗性原则。全面考虑地震在房屋建筑结构的影响可以提高建筑结构的稳定性与安全性。完善的抗震机制可以让房屋建筑结构有效应对自然灾害，抵御地震带来的不利影响。在设计时，需要合理设置抗震能力及性能，充分展现出抗震机制的力学平衡效果。

3.抗震技术在房屋结构设计中的应用方案分析

为了充分发挥出房屋建筑的性能，展现出其使用价值，需要提高建筑的安全性能，使其具备充分的利用价值。通过科学合理的方案，将抗震设计应用于房屋建筑设计过程中，能够减少灾害造成的人员伤亡情况，延长建筑的使用寿命。

3.1科学选择房屋建筑地址

选择房屋建筑所在地理位置对于提升其抗震性能十分关键。突发的地震灾害可能会导致建筑物突然倒塌，可以通过选择合适的地理位置提升其抗震能力。在地震灾害发生时，建筑物会发生位置移动或者变形扭曲的现象，变化程度受到地基坚硬程度的影响。若房屋建筑结构建设在符合要求的地基土体上，其坍塌风险会大幅降低，保障人们的人身财产安全^[4]。

因此，在选择房屋建筑地址时，需要将可控地区作为首选，降低地震作用的影响，全面考察周围地形及地貌特点，将其建设在平坦开阔的区域中，提高建设环境土壤的紧密程度，提升其最大承载力水平，给房屋建筑的稳定性及安全性奠定良好基础。若必须要在不利地质条件下完成施工任务，需要优化设计步骤，充分展现出设计性能与专业特点，运用切实可行的策略提高房屋建筑的抗震能力与抗震性能，通过优化地基条件提高房屋建筑结构刚度水平，有效减弱地震对于房屋建筑的影响。

3.2设置多重抗震防线

地震防线对于提高房屋建筑结构的性能具有重要作用，是保障人民群众生命财产安全的基础。因此，为了提升其抗震性能，可以设置多种抗震防线，全方位提高建筑结构抗震性能。具体而言，需要科学选择建筑材料类别，提升其延展性特点，增强建筑结构的抗变形能力，运用向相关材料保护重点震动部位，增强房屋建筑的抗震效果。设计人员可以根据建筑物的设计情况设计多重抗震防线，提高建筑结构的实际抗冲击能力，有效减少地震灾害带来的经济损失，使其免受灾害影响。

3.3提高房屋建筑结构的抗震力

为了保证房屋建筑结构的抗震性能，需要在设计时做好以下几个方面的工作。第一，需要在房屋建筑设计过程中考虑地基的稳定性，选择能够硬度较大、稳定性较强的地基，使其能够抵抗外界环境因素变化带来的影响，避免因地基变形导致抗震功能丧失。第二，在设计房屋建筑结构单元时，需要将其设计在性质相同的地基上，在房屋结构设计中充分发挥出地基的潜力与作用，充分发挥出其抗震功能^[5]。第三，需要提高房屋建筑结构的对称性及规则性，避免出现地震引发的房屋变形或者建筑结构扭曲的现象。第四，需要在多个设计环节中引入抗震设计，提高房屋建筑的整体性能，明确其受力结构特征，避免建筑结构存在着局部承重力较弱的情况。第五，需要使得房屋建筑结构重量最小化，避免其对地基产生较大的压力，减小地震对房屋建筑结构产生的影响。第六，需要提高房屋建筑结构在空间上的统一性与整体型，在平面上将建筑结构的各个部分连接起来，提高建筑结构的竖向刚度，使其能够承担起整个建筑结构的重力。

3.4合理计算建筑结构的参数信息

研究显示，相同地震等级可能会对不同地区的房屋建筑产生不同影响。因此，房屋设计人员需要结合当地的实际情况开展建筑结构设计工作，提高抗震设计方案的科学性与有效性。设计人员需要本着科学性设计原则，计算出房屋建筑结构的结构参数信息，确保计算过程的科学性与准确性。可以运用相关技术开展灾害模拟实验，计算出房屋结构的参数信息，为房屋建筑结构提供相关依据，提高结构整体的稳定性，使其能够满足地震设防标准的抗震性能。

3.5科学规划建筑结构布局

在设计房屋建筑结构时，需要科学规划其布局，提高平面布局和内部布局性能。在平面布局优化方面，需要提高布局安排的规则性，使其质心与刚度中心重合，使得房屋结构能够正常使用。地震灾害的扭转作用力较大，容易对建筑结构产生破坏，增加建筑结构的损坏程度，影响其正常使用进程。

在立体布局优化方面，需要提高建筑结构设计的均衡性，避免出现头重脚轻的问题，降低房屋的重心，使其能够在地震灾害中保持稳定性，避免出现质量问题。特别的，需要控制好竖向强度和刚度，旨在提高控制强度，使得立体设计的均衡性及稳定性不断提高。横纵墙体承担着建筑结构的重量，需要注重其布置情况。在震动作用下，横纵墙体会产生较大的裂缝，对墙面整体结构产生严重破坏，降低了其承重性能，使得房屋逐渐坍塌，带来了十分严重的后果。一般情况下，可以运用縱墙贯通的布置方法，运用钢筋混凝土填充横纵墙的交接位置，增加钢筋强度，避免建筑物在横纵位置处被地震作用力拉开，切实增强房屋结构的抗震性能^[6]。

3.6提高房屋结构整体刚度

房屋建筑的抗震性能与其整体刚度及抗震性能具有密切关系。因此，为了充分利用抗震技术，提高房屋结构设计的科学程度，需要提高房屋结构的整体刚度。例如，需要积极应用各类强度较高的钢筋混凝土材料及楼板，充分发挥出其抗震构件的作用与价值，减少房屋结构出现移动、散落事故的概率及可能性，提高房屋结构整体刚度及稳定性，使得墙板能够在水平面上对齐。此外，还可以在建筑过程中添加构造柱结构，将其与钢筋圈梁、钢筋材料结合起来，充分展现出房屋抗震性特征。

3.7提高砂浆强度，增加墙体面积

房屋结构的抗震性能与墙体面积大小具有密切关系及砂浆强度具有密切关系，通过适当增加房屋建筑的墙体面积，科学规划砂浆强度登记，能够切实提高房屋建筑的抗震能力。地震对于低层建筑的影响较小，为了满足建筑承载力的需求，需要适当增加房屋的承载面积，提高砂浆强度等级，使其能够满足抗震制度基本要求。

3.8减小地震对建筑物的影响

为了减小地震对房屋建筑的影响程度，可以在建筑基础与建筑主体部分之间添加隔震装置，延长地震波传播时间，减小地震对于房屋建筑结构的破坏作用。此外，还可以将地震减缓装置建设在建筑物顶端，为其添加一个反摆。在发生地震时，反摆的位移方向与建筑物的位移方向相反，能够增加建筑物自身的阻尼作用，降低其运动过程的加速度。研究显示，有效的反摆装置能够降低地震对房屋建筑的损坏作用，降低程度高达65%，使得建筑结构免受严重损坏。

抗震设防要求与国家科学技术水平及经济发展状况密切相关，可以运用综合运用设防烈度及地震参数信息，严格遵循地震设防标准，使其满足震度要求。房屋建筑结构设计人员需要根据不同的房屋建筑类型开展设计工作，使其满足实际抗震需求，提高房屋建筑整体结构的稳定性与安全性，增强房屋建筑结构的经济效益与社会效益，获得更好的抗震效果。

根据建筑物的使用价值，可以将其大致分为四类，分别为ABCD。首先，前两类建筑物的抗震设防强度应当高于国家规定的设防要求。其次，C类建筑的抗震设计方案及抗震作用都应该满足所在地的基本抗震设防要求。最后，D类建筑的抗震方案要求可以有所降低，但地震作用必须满足当地的抗震设防要求。

3.9加强结构抗震设计

一般来说，可以从两方面进行结构抗震设计，第一，设置防震缝。房屋建筑以预防地震、稳固结构、减轻震感为原则进行抗震结构设计时，若建筑本身存在结构问题无法满足以上原则，需要将建筑结构进行划分，在划分后的每部分均设置防震缝，使得建筑内部结构的重要性凸显，与其他位置的结构独立区分。防震缝附近也需要腾出一定空间，保障在划分防震缝后，不同区域的建筑能够得到明确分离。房屋建筑的防震结构设计完毕后，若经历严重的地震灾害，房屋建筑的抗震墙结构是受到损坏最严重的部位。

4.抗震结构案例分析

剪力墙结构、框架结构及框剪结构是最为常见的抗震结构，本文主要用一下几个案例说明此类结构的应用案例及价值。

4.1剪力墙结构

剪力墙结构抗震效果较好，应用价值较高，在高层或者超高层建设过程中均发挥着重要作用，可以提高建筑物上部结构的稳定性，使其免受地震的侵害，延长房屋结构的坍塌时间，给高层住户争取更多逃生时间，安全性能较高。剪力墙结构中包括暗梁、暗柱、非框架梁等多种结构成分，属于钢筋混凝土墙板材料类型，可以运用结构内部作用力进行支撑。该结构的原理即为水平力支撑，可以将建筑梁柱之间有序连接起来，给其提供强大的支撑力量，使其免受外界力量的干扰。同时，该结构会随着外力的变化而变化，使得建筑整体维持稳定状态。但若外力超过一定阈值，将会导致建筑结构稳定性急剧降低，发生严重故障。因此，轻微地震外力不会对建筑结构产生影响，证明其抗震性能良好。上剪力墙是承受外界重量的重要构建，刚度水平较高，能够承担墙体的侧向力作用，在受力处可能会出现反弯点。剪力墙在高层建筑中的应用机会较多，在底框结构中也具有较高的使用价值。

4.2框架結构

框架结构属于表面积较大的抗震结构，表现性能良好，可以与剪力墙结构组合起来，形成综合框剪结构。通常来讲，框架结构主要由多个梁及柱组成，可以根据建筑物受力特征对其进行布局，形成水平张力，使得地基、梁、柱等结合起来，形成相互作用力，提升整体结构的稳定性。在地震发生时，外力会平均分给每一个梁柱，抗震性能良好，一般不会出现局部坍塌或者整体塌陷的情况。框架结构和剪力墙结构的应用范围相似，在高层建筑及特高层建筑中均具有极高的使用价值。框架结构在整体建筑中均发挥着重大价值，可以给整个建筑提供抗震力量。

4.3框剪结构

框剪结构由框架结构及剪力墙结构组合而成，融合了两种结构的有点，抗震性能较好。通常来讲，大部分框剪结构都是由框架结构组成，将剪力墙结构与重点承重部分连接在一起。若外力影响了承重梁及承重柱，框架会吸收部分外力，并将其平均分配给其他梁柱，消除剪力墙结构的自稳定性特征，增强建筑结构的整体抗震性能，提升其使用价值。

5结语

综上所述，通过提高房屋建筑结构的抗震性能，能够有效保护灾害状态下人们的生命财产安全，革新建筑结构设计观念，充分发挥出技术的作用与价值。抗震设计在房屋建筑结构设计过程中十分必要，需要做好灾害防控工作，减少灾害发生时产生的物质及精神损失，推动社会和谐发展与进步，维护良好的社会秩序，需要引起建筑产业的足够重视。

参考文献

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