房屋建筑结构的抗震设计研究

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摘要:随着经济的快速发展，城市化进程也在不断加快，单位面积的土地将承载更多的功能。在这种情况下，房屋建筑的抗震能力是否可以抵御预期震害，对于建筑物的安全起到决定性作用。文章对房屋建筑结构的抗震设计要求进行探讨分析。

关键词:房屋建筑；结构分析；抗震设计

1房屋建筑结构的抗震设计的意义

随着生活条件越来越好，人们对于房屋的要求不再仅仅是能够居住，还增加了对房屋安全稳定及美观的要求。无疑地震的危害极大，能瞬间摧毁抗震能力弱的建筑物。如果房屋建筑结构抗震性能不强，就极易在地震中对人们生命财产安全造成威胁。著名的唐山大地震和汶川地震都是发生于我国境内的，级别较高的地震，都对我国人民造成了巨大伤害，对国民经济造成了极大损害。而由于目前我国有关地震活动的监测水平有限，不能准确预测地震的发生，也就无法对于地震灾害进行预防。面对这种情况，最适宜的做法就是加强房屋建筑结构的抗震设计，提高房屋结构的抗震性能，最大限度的保证人们在地震中减少因房屋建筑结构破坏而造成的人员伤亡和财产损失。

2抗震设计在结构设计中的运用

2.1提高房屋建筑结构的抗震性能

提高房屋建筑结构的抗震性能，尽量减少因房屋建筑结构抗震性能差而在地震中遭受损坏。在结构工程师进行房屋建筑结构设计时，首先应注重地基的作用。房屋建筑是以地基为基础的，在地基上进行建设施工的，其抗震性能在很大程度上影响着整个房屋建筑的抗震性；其次，要注意房屋整体结构的抗震性。规则对称的建筑结构能有效提高房屋结构的抗震性能，以减少地震对于房屋建筑结构的不利影响。同时还应注意在房屋建筑结构上的一些抗震构造设计问题，处理好这些抗震构造设计工作，可以有效增加房屋建筑的抗震性能。

2.2降低地震作用对建筑结构的影响

在房屋建筑结构设计完成之后，可以从地震对房屋建筑的破坏规律进行反推，找出有效降低地震对房屋建筑结构造成威胁的方法。结构工程师经采用的方法是在房屋建筑的基础与主体中设计一个隔震层，起到缓冲作用。能够使房屋建筑在地震中，减少建筑内各部分的碰撞摩擦，减小因地震带来的房屋建筑晃动的幅度，从而减小地震作用影响。

2.3保证房屋建筑结构的刚度

建筑物保持其刚度是十分重要。只有保持其体形与构件之间的几何关系，结构的计算与分析理论才能有效。刚度是满足结构正常使用的基本要求，刚度不满足要求的结构在使用上是没有意义的，刚度概念贯穿结构设计工作全过程。结构刚度分为构件的刚度与结构整体刚度两大类：构件刚度主要是梁式构件对于荷载的变形反应；整体刚度则是结构在侧向力作用下的变形反应，是结构设计的关键问题，尤其是对于风、地震等特殊荷载的作用。随着建筑物高度的增加，侧向作用逐步成为主要影响因素，对于结构抗侧移刚度要求越来越高。结构的刚度分布最为重要的是均衡，避免刚度剧烈变化形成应力集中。建筑物局部可以设计成柔性结构以耗散地震的能量，但整体必须是满足刚度要求的；除有特殊要求外，垂直构件的刚度不宜小于水平构件的刚度。

3房屋建筑结构抗震设计措施

3.1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。

3.2房屋结构的基础设计

基础是房屋结构设计的重要部分，影响着房屋结构的安全。因此，在设计房屋结构的基础时，必须从房屋结构的整体性以及房屋结构的抗震性等方面来综合考虑。房屋建筑的相同结构单元基础尽量在相同性质的地质上，相同结构单元应采用同一种基础形式，尽量避免在同一结构单元内部分采用天热地基，部分采用桩基础。当地基为软弱黏土，可液化土，新填土或严重不均匀土层时，加强基础整体性和刚性，以防止结构因地震引起的动态和永久的不均匀变形。

3.3选择合适的建筑结构体系

随着建筑高度的增加，侧向作用成为结构所抵御的主要作用，保证结构在侧向作用下的刚度，成为结构设计的重点。不同的材料使用，结构的高度不同；不同的结构构成，适用高度不同；不同的荷载状态，尤其是抗震状况，高度也不同。在较低楼房中，水平荷载处于次要地位，主要是以重力为代表的竖向荷载。结构的整体变形以剪切变形为主要特征，同时较低楼房的层数较少，重量较小，对结构材料的强度要求不高，制约的条件较少，因而在结构类型的选择上比较灵活，砖石砌体结构是低矮建筑的基本形式之一。高层建筑结构则不同，层数多，总重大，每个竖向构件所负担的重力荷载很大，且水平荷载在竖构件中引起较大的弯矩、水平剪力，结构的整体变形以弯曲变形为主要特征。为使竖构件的截面不致过大，要求结构材料具有较高的抗压、抗弯和抗剪强度。对于地震区的高层建筑结构，还要求结构材料具有足够的延性，这使得强度低、延性差的结构，在高层建筑中的应用受到很大限制。层数较多的高层建筑，采用钢筋混凝土结构，层数更多的特高层建筑房则以采用钢结构、混凝土——钢组合结构。

4结束语

总之，近年来地震灾害时有发生，为我国人民带来了难以磨灭的伤害，为国家经济带来了巨大损失。由于目前的地震监测技术还不成熟，不能有效预测地震的发生。因此，突发性的地震灾害，难以预防，这就要求结构工程师在进行房屋结构设计时，充分考虑结构抗震设计要求，提高房屋结构的抗震性能。

参考文献：

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[2]赵桂兰.现有建筑结构抗震鉴定及加固设计探讨[J].工程技术研究,2016,(7):194+201.

[3]朱玉华,黄海荣,胥玉祥.基于性能的抗震设计研究综述[J].结构工程师,2009,(5):149-153.

作者:张以刚 刘旭 单位:沈阳欧亚土木设计咨询有限公司