抗震设计在房屋建筑结构设计中应用

摘要：为进一步加强我国房屋建筑抗震能力，保证在地震灾害作用下，房屋建筑依然能够保持结构完整性、稳定性，确保社会大众财产及人身安全免受地震灾害的威胁侵害。设计人员应掌握抗震技术原理，深刻认知到抗震设计整合房屋建筑设计的重要性，秉持整体统筹、结构清晰等根本设计原则。通过科学规划房屋建筑结构、采用剪力墙设计、合理设计房屋建筑楼层数及高度等措施的正当使用，充分展现房屋抗震设计的优势作用，助力我国房屋建筑领域健康、持续发展。

关键词：抗震设计；房屋建筑；结构设计；应用站

在我国各地城镇化落实进程日趋加快的社会发展新阶段中，城市人口数量日渐增多，社会大众居住同样随之集中化发展。在此背景下，处于地壳运动活跃时期，一旦发生重大的地震灾害将造成难以预估的公私财产及大众生命损失。而因近年来，我国各地地震灾害的发生频率只高不下，尤其是西南地区。所以，房屋建筑领域应重点聚焦抗震设计效果。将抗震设计有机结合于房屋建筑整体结构设计，充分发挥抗震设计的积极性应用价值，最大化增强房屋建筑工程抗震能力。以抗震有力为基础保障，保护社会大众在地震灾害中的财产及生命安全。

1抗震技术的概念

1.1抗震技术的原理

地震灾害的高强破坏力源于地球地壳中的巨大能量，这种能量可承载横波、纵波向周围传递扩散，促使地表建筑物遭受能量波的负面影响，随即衍生出剧烈震动，破坏建筑物整体结构的稳定性、完整性。在地震灾害下，因建筑物主体振幅与其阻力值具有联动关系，即在阻力值低的情况下，建筑物对地震能量的抵消能力将降低，其振幅将增长，则可对建筑物造成严重损毁。对此，抗震技术的根本原理就是提高建筑物自体阻力，确保在地震灾害发生后，其振幅可有效下降，以此减轻建筑物在地震中的损害。

1.2抗震技术的标准

我国房屋建筑抗震技术标准如表1所示：1.2.1甲类建筑。甲类建筑就是常说的重大工程建筑项目，或是在地震灾害影响下，可能出现严重损毁的房屋建筑。设计人员在围绕甲类建筑展开房屋抗震结构统筹设计作业中，其抗震设防烈度应特殊超出当地规划的标准指数。1.2.2乙类建筑。对于乙类建筑来讲，在推进抗震设计工作时，若房屋建筑整体规模有限，设计人员则可秉持因地制宜原则，按照当地既定的抗震设防烈度要求，运用抗震性能更强的抗震结构，完成房屋建筑整体抗震设计。1.2.3丙类建筑。基于丙类建筑开展房屋抗震设计，设计人员同样需着重满足当地抗震设防烈度的具体要求，使建筑物可有力抵抗地震灾害。1.2.4丁类建筑设计人员在丁类建筑中执行抗震设计任务，抗震设防烈度可适当低于当地标准数值。但在抗震设防烈度已为6度的条件下，则不宜再降低抗震设计等级。

2抗震设计在房屋建筑结构设计中的现实意义

2.1加强建筑结构稳定性

在房屋建筑结构设计作业中，为强化抗震设计效果。设计人员首要任务应为提高建筑结构的稳定性、安全性以及布局合理性，保证建筑物优质性能、功能的充分发挥。对此，应优先采用具备一定强度、延性、超长率的施工建材，增长建筑结构的完整性、建筑构件的“转动力”及耗能水平[1]。此外，在房屋建筑布局方面，设计人员应科学设置安全避难场所、事故应急疏散逃生通道。确保在地震灾害中，大众能够快速撤离建筑物内部。

2.2提升建筑的抗震能力

目前，我国房屋建筑工程领域发展势头较为迅猛，设计人员在房屋抗震设计作业中，可灵活选用多元性科学技术，辅助抗震设计工作高效落实，如BIM模型等。精准筛选性价比、高质量、科学性强的抗震设计方案，增强建筑结构整体抗震性能，满足房屋建筑日常使用的现实性要求。

3抗震设计在房屋建筑结构设计中的根本原则

在房屋建筑抗震设计作业中，设计人员应侧重关注以下几项要点：一是保证构件刚度、负荷承载力、延性等多方面的参数性能可契合建筑业统一规程。对于建筑结构中较为薄弱的部分，设计人员应禁止对该部分采用竖向性荷载力构建，提高房屋建筑主体抗震能力；二是需有机衔接各个构件。以“框筒结构”为例，应将框架科学结合于剪力墙结构，加之合规增设多重抗震防线。防止房屋建筑承受地震灾害首次冲击后，在余震中出现破损。而由于不同抗震防线能够有效统一房屋建筑结构的延性及刚性，所以地震能量在短时间内快速被消耗；三是房屋建筑抗震结构内含大量强弱性不一的多样性构件，当抗震防线被地震震动破坏后，为避免房屋建筑坍塌，应确保抗震结构的弹性适宜。

3.1整体统筹

设计人员在房屋建筑结构设计中，应站在全局角度深度考量[2]。例如在高层建筑设计中，需强调结构的设计完整性，并依托结构水平方向完成分区，保障抗震结构中的各个子结构均可发挥抗震能力。

3.2结构清晰

由于结构清晰性可关乎到房屋建筑在地震灾害中的地震力传导效率，因此，设计人员应突出结构清晰这一设计原则。在所建立的房屋模型发生模仿地震位移的前提下，细致分析其中内力薄弱位置的信息数据，并推出可行性预控措施。

3.3抵抗作用

发生地震灾害后，房屋建筑结构主体的刚度、抗震力将得到直接考验。对此，设计人员应格外注意房屋建筑的结构刚性。保证结构主体可对来自各方向的地震震动起到防御抵抗作用，维持建筑结构总体平衡性，避免其出现形变、扭转等问题，减轻地震灾害对房屋建筑衍生出的破坏性。

3.4结构协调

房屋建筑结构的均匀性、规则性可体现在建筑布局设计中，通常以纵向、垂直为主。设计人员应在抗震设计中突出“抗侧移”方面的刚度，正当运用轴承特性，确保地震灾害中房屋建筑的刚度可靠。

4抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用措施

4.1科学设计房屋建筑结构

房屋建筑结构的统筹设计作为建筑物修建的关键一环，是房屋建筑抗震能力发挥的基础保证，也是迎合建筑物整体外观造型需要的重要要素。房屋结构设计工作具有较强的复杂性、系统性特点，可触及的专业领域众多。设计人员将抗震设计引进其中的具体方法有：一是充分采集当地以往的地震灾害历史信息数据，在深层次分析数据资源后提出抗震设计核心方向及要求，以前瞻性的视角超前控制地震灾害的危害性[3]；二是注重加强建筑主体的刚度、强度以及稳定性，优先使用“从简设计”理念，对于不规则形态的构造需对应增设科学性保护措施；三是通过运用抗震结构，驱动房屋建筑自体结构抗震能力的增强。而关于非承力部分，可通过缩短体积实现建筑成本的节省。

4.2巧用刚度设计积极优势

房屋建筑结构的抗震设计需以刚度设计为支撑点。房屋建筑内设主轴可因内、外界的大力冲击，产生结构不稳等不良问题。对此，刚度设计则需强调房屋建筑抗震能力的满足，特别是针对“抗扭转刚度”来讲。为防止房屋建筑在遭受地震灾害冲击后，主体结构发生扭转、变形等问题，维持建筑结构长期稳定性。则需设计人员对“抗扭转”施以深度考量，践行“小震不坏。中震可修，大震不倒”的设计观念。适当强化房屋结构刚度，以此抵抗地震灾害对房屋建筑位移的影响。并均匀分布各个房屋建筑构件，规避由于刚度不均，随即衍生出地震力的聚集集中问题。确保房屋建筑总体刚度可符合施工设计规程，突出建筑抗震性能。除此之外，设计人员可通过正当使用“现浇构件”，以及在墙体内加设钢筋、构造柱，提高房屋建筑的砌体空间刚度及稳定性，预防“滑移现象”发生。

4.3使用剪力墙的结构设计

“剪力墙”作为我国房屋建筑领域常用的实效性抗震结构之一，其优点性能可充分契合高层、超高层建筑的抗震需要。正当使用可保证房屋建筑上层结构在地震灾害中的基础稳定性，延长上层结构坍塌、塌方时间，能够向高层住户争取更可观的疏散逃生时机。房屋建筑剪力墙结构设计如图1所示：对于剪力墙的力学特征而言，可将该结构归纳于钢筋混凝土一列，能够对“力”伴生出的内应力荷载加以有力支撑。而剪力墙支撑原理则为水平力支撑，因其持有“连接梁柱”，可源源不断的向房屋梁柱供给支撑力。因此，在轻微、小型地震外力作用下，剪力墙可发挥自身抗震性能，保障房屋建筑稳定性、完整性。

4.4规范建筑楼层数及高度

现阶段，我国房屋建筑领域部分设计人员陷入了思想误区，错误认定建筑物楼程多、高度高，则可突出利益最大化。而站在科学角度分析，房屋建筑楼层多、高度高，其抗震性能将难以保障。因此，在房屋建筑设计中，应侧重迎合作业区当地地质条件，并结合抗震要求。以地震频发地区举例，应谨慎建设高层建筑，优先采用低楼层、占地面积广的设计方案[4]。这样不仅可保证房屋建筑主体抗震能力，还可确保大众能够在地震灾害发生后的第一时间迅速撤离。对此，设计人员应以当地地质现况、地方政策规定等硬性标准为基本遵循，合理确定房屋建筑高度及楼层数，发挥地震灾害中的房屋抗震优势。

4.5合规设计房屋建筑墙体

当地震灾害发生后，因地震产生的作用力将率先对房屋建筑的横、纵墙带来严重破坏，导致其出现破裂裂缝、变形倾倒等问题。常规情况下，“横墙”承担了建筑物承重墙的作用，在负担地震震荡力时，将直接对建筑主体稳定性产生负面影响，甚至催化建筑物倒塌事故发生。因此，合规设计房屋建筑横、纵墙具有较强现实意义。另外，为有效优化房屋建筑抗震性，设计人员可采用“纵墙贯通”的结构布局，注重在横、纵墙衔接部分增设构造柱，或是标准数量的配筋。

4.6建筑多重抗震设防设计

设计人员在策划房屋建筑抗震作业中，应着力加设多重抗震防线。采用延性表现良好的构件，以协同作业的形式抵抗、淡化地震力，或是应用赘余杆件自体特征的变形、屈服聚集吸收海量地震能量，以及依靠其退出及破坏工作，过渡房屋建筑结构的稳定性，驱动结构周期完成动态变化。进而规避共振效应的发生，减轻房屋建筑在地震灾害中遭受到的破坏影响。而多重抗震防线有：一是一个保障有力的抗震体系。抗震体系往往由多个延性性能表现良好的分体系构成，并以延性结构构建的“互联”协同作业。例如“框架”抗震墙体系为延性框架、房屋抗震前这两个系统组建；“双肢”、“多肢”抗震墙体系则由多个“单肢墙”构成；二是房屋建筑抗震结构体系的创建需着力强化内、外界的赘余度，设计系列“屈服区”，保证结构主体迅速耗散地震能量。在结构被破坏的前提下，同样有益于结构修复。如在“框架”抗震墙体系设计中，设计人员应周全考虑“小震”、“中震”、“大震”后的房屋结构完整程度。确保在连梁丧失稳定作用后，主体结构依然具备承载力，保证“不倒”。此外，应将框架柱自体剪力设计在房屋建筑结构总剪力的两成以上，突出房屋建筑抗震性能的良好表现。

4.7正当选用抗震建筑材料

为保证房屋建筑能够在地震灾害作用下“安然无恙”，抗震设计则需提前介入到建筑物建设施工中。设计人员需依照房屋工程成本预算，优先选择承重能力强、抗震性能佳的优质建材，以备抵御地震灾害的强烈冲击。在建材挑选作业中，设计人员应注重探明房屋建筑施工区的地质现况、以往引发当地地震灾害的核心归因，以调查结果作为施工材料科学选择的参考凭证。常规情况下，我国房屋建筑抗震施工常用建材具有质地轻、抗性强、坚固性高、可塑性佳等特征。确保地震灾害发生后，房屋建筑可维持自身完整性，或是被地震灾害破坏的建筑构件，不会因坠落、脱皮等问题伤害大众生命，突出房屋建筑在地震灾害中的安全性。

4.8正确应用建筑隔震措施

设计人员在主导房屋建筑抗震设计工作中，应以建筑工程总体规模、工程项目施工区地理条件等现况作为房屋抗震设计的基础依托。并以其为依据，科学确定房屋建筑抗震装置的安装位置、安装数量，保证这些抗震装置可组建为“隔震层”，能够在房屋建筑关键构件部位起到抗震效用。根据抗震层设置位置的差异，可将其划分出地基、间层、悬挂、基础隔震措施这四种类型。以地基隔震层为例，其基础原理就是在房屋建筑底层与土层的接触面中加设“缓冲层”，确保地震能量突破地壳向房屋建筑传导时，缓冲层可起到吸收、反射、消减能量的功能作用。旨在减轻地震灾害针对房屋建筑的冲击影响，避免建筑主体结构被肆意破坏。当前，我国房屋建筑在施工地基防震层时，常以沥青为主要施工建材。但可以预计，在我国房屋建筑抗震领域蓬勃发展的新时期下，隔震层的修建材料可得到多元创新，继而切实优化房屋建筑抗震效果。然而在普遍认知中，地基隔震层常被定义为不安全、不稳定的房屋建筑塌方隐患，无法承受地震灾害的强大冲击。因此，设计人员在确定使用地基隔震层这一防震技术时，应深度考量其可对房屋工程建筑造成的系列不利影响，并加以应对处理。保障隔震层的隔震性能可在突发地震灾害时得到充分发挥，保护大众基础性财产、生命安全。

5结语

综上所述，在我国地震灾害频发的新时代背景下，房屋建筑领域的抗震设计成效收获到了社会各界的重点关注。对此，设计人员应侧重秉持因地制宜这一根本性原则，针对我国不同地区的地质结构、灾害特征、地理条件等基本要素，在房屋建筑结构设计中同样采取不尽相同的抗震设计。满足各地区的现实性房屋抗震需要，高度切合城市经济健康发展规划。从而在维护社会大众地震灾害中的合法性财产及生命安全的前提下，助力我国现代化建筑领域长远发展。

参考文献

[1]唐翠华,唐彬耀.泸定移民建筑设计中结构体系与建筑功能的适应性探究[J].水电站设计,2021,37(02):82-85.

[2]史君振,李辉,张国良,龚抗.房屋建筑装配式混凝土结构建造技术探析[J].住宅与房地产,2021(04):210-211.

[3]朱恺,王科,刘强,杨浩.房屋建筑结构加固设计及施工技术应用分析[J].建筑技术开发,2020,47(21):69-70.

[4]胡晓倩.基于抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用研究[J].建筑技术开发,2019,46(10):1-2.

作者:宁海永 单位:华纺房地产开发有限公司