趙連峰 李家公

中圖分類號：TU352.11DOI：10.16660/j.cnki.1674-098x.2205-5640-9972作者簡介：趙連峰（1991—），男，本科，工程師，研究方向為地面工程。

摘要：抗震性能是目前房屋建筑的必備功能之一，能夠在地震發(fā)生時保障人們的生命健康，推動社會和諧發(fā)展。因此，需要不斷完善房屋建筑設(shè)計及施工過程的抗震設(shè)計體系，規(guī)范施工步驟，設(shè)計合理的抗震方案，提高建筑整體剛度水平，延長房屋建筑的使用壽命，維護居住者人身安全，充分展現(xiàn)出其使用價值。本文主要闡述了抗震設(shè)計在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用策略。

關(guān)鍵詞：抗震設(shè)計工作??房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計??必要性分析 ?設(shè)計原則??應(yīng)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

地震可能會對人們的日常生活產(chǎn)生嚴重的破壞作用，影響正常生活。因此，需要做好房屋結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計工作，提升其抗震性能，能夠免受小震甚至中震的威脅，在大震中保持屹立不倒，給生命救援活動提供更多時間，減少地震帶來的物質(zhì)及精神損失，充分展現(xiàn)出抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計在房屋建筑設(shè)計中的重要價值與作用。

1.抗震對于房屋建筑結(jié)構(gòu)的重要性分析

國內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展迅速，人們對于生活物資的需求日益提高，國家在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面投入了大量的資金，以順應(yīng)物質(zhì)生活水平不斷提高的趨勢。人們希望企業(yè)能夠建造出跨度更大的空間結(jié)構(gòu)，使得建筑兼具美觀性、安全性及舒適性。建筑設(shè)計人員需要根據(jù)防震性能要求選擇合適的材料類型及施工技術(shù)，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)性^[1]。

地震災(zāi)害屬于最為嚴重的自然災(zāi)害類型之一，使得建筑工程結(jié)構(gòu)設(shè)計面臨著較大挑戰(zhàn)。全球城市化進程不斷加快，人口數(shù)量呈現(xiàn)出直線增長趨勢，人口居住越發(fā)密集，財富日益集中。地震災(zāi)害造成的人員傷亡及財產(chǎn)損失狀況十分嚴重。根據(jù)現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)手段，人們難以有效預(yù)估自然災(zāi)害發(fā)生時間及尋找有效的應(yīng)對策略。地震災(zāi)害具有不確定性特征，需要在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中引入抗震性能設(shè)計。當前，建筑行業(yè)將抗震思想作為基本設(shè)計原則，使得小震不能破壞建筑結(jié)構(gòu)，中震后可以修復(fù)建筑結(jié)構(gòu)，大震時建筑保持屹立不倒?？拐鹚枷肟梢蕴岣呓ㄖ锏目拐鹦阅?，在人口集中地區(qū)及城市周邊建設(shè)過程中發(fā)揮著重要作用，地震災(zāi)害傷亡人數(shù)明顯降低。

從正向社會效應(yīng)角度出發(fā)考慮，提高房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能滿足社會主義和諧社會建設(shè)的基本要求，能夠更好的維護社會秩序，對于現(xiàn)代社會建設(shè)具有正面社會效應(yīng)?？拐鹪O(shè)計對于靜止的房屋建筑具有重要作用，也能夠推動社會和諧穩(wěn)定發(fā)展。

抗震原則能夠保護人們的生命財產(chǎn)安全，緩解自然災(zāi)害帶來的危害。但在地震發(fā)生時，大多數(shù)建筑結(jié)構(gòu)都呈現(xiàn)出功能喪失的特點，建筑物內(nèi)部再裝修過程耗費的費用較高，造成了難以預(yù)料的經(jīng)濟損失。由此可見，提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能十分必要^[2]。

2.房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計遵循原則分析

為了提高建筑工程結(jié)構(gòu)的抗震性能，建筑完善的抗震機制，需要嚴格遵守抗震設(shè)計原則。

首先，房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計需要遵循簡單性原則。建筑工程機構(gòu)形式較為簡單，設(shè)計圖形較為明確。在發(fā)生地震時，地震傳播途徑較為直接。相比于內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)，簡單的房屋建筑機構(gòu)力學(xué)計算精確程度較高，能夠提高項目結(jié)構(gòu)設(shè)計的平衡程度，避免出現(xiàn)項目設(shè)計不全面的問題。同時，規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)可以有效緩解地震自然災(zāi)害對于建筑結(jié)構(gòu)的影響，減弱地震發(fā)生時的力學(xué)傳播效果，提高建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計性能^[3]。

其次，房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震性設(shè)計需要遵循科學(xué)合理性原則?？茖W(xué)合理的建筑結(jié)構(gòu)布局可以使得房屋建筑應(yīng)對強烈的地震沖擊，減弱位移或形變效果，深入分析位移及形變產(chǎn)生的原因，探究設(shè)計過程存在的不科學(xué)之處，不斷優(yōu)化并調(diào)整結(jié)構(gòu)的局部布局狀況。通過多次探究，可以提高建筑結(jié)構(gòu)的受力平衡性能，避免其發(fā)生明顯位移或變形情況。因此，需要綜合考慮房屋建筑結(jié)構(gòu)外部狀態(tài)、連接特點及受力狀況等因素，靈活調(diào)整建筑結(jié)構(gòu)的參數(shù)信息，科學(xué)選擇儀器材料及設(shè)備，提高房屋建筑結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量水平，減弱地震災(zāi)害對其影響，降低坍塌問題發(fā)生的概率。

最后，房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計需要遵循提高抵抗性原則。全面考慮地震在房屋建筑結(jié)構(gòu)的影響可以提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性。完善的抗震機制可以讓房屋建筑結(jié)構(gòu)有效應(yīng)對自然災(zāi)害，抵御地震帶來的不利影響。在設(shè)計時，需要合理設(shè)置抗震能力及性能，充分展現(xiàn)出抗震機制的力學(xué)平衡效果。

3.抗震技術(shù)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用方案分析

為了充分發(fā)揮出房屋建筑的性能，展現(xiàn)出其使用價值，需要提高建筑的安全性能，使其具備充分的利用價值。通過科學(xué)合理的方案，將抗震設(shè)計應(yīng)用于房屋建筑設(shè)計過程中，能夠減少災(zāi)害造成的人員傷亡情況，延長建筑的使用壽命。

3.1科學(xué)選擇房屋建筑地址

選擇房屋建筑所在地理位置對于提升其抗震性能十分關(guān)鍵。突發(fā)的地震災(zāi)害可能會導(dǎo)致建筑物突然倒塌，可以通過選擇合適的地理位置提升其抗震能力。在地震災(zāi)害發(fā)生時，建筑物會發(fā)生位置移動或者變形扭曲的現(xiàn)象，變化程度受到地基堅硬程度的影響。若房屋建筑結(jié)構(gòu)建設(shè)在符合要求的地基土體上，其坍塌風(fēng)險會大幅降低，保障人們的人身財產(chǎn)安全^[4]。

因此，在選擇房屋建筑地址時，需要將可控地區(qū)作為首選，降低地震作用的影響，全面考察周圍地形及地貌特點，將其建設(shè)在平坦開闊的區(qū)域中，提高建設(shè)環(huán)境土壤的緊密程度，提升其最大承載力水平，給房屋建筑的穩(wěn)定性及安全性奠定良好基礎(chǔ)。若必須要在不利地質(zhì)條件下完成施工任務(wù)，需要優(yōu)化設(shè)計步驟，充分展現(xiàn)出設(shè)計性能與專業(yè)特點，運用切實可行的策略提高房屋建筑的抗震能力與抗震性能，通過優(yōu)化地基條件提高房屋建筑結(jié)構(gòu)剛度水平，有效減弱地震對于房屋建筑的影響。

3.2設(shè)置多重抗震防線

地震防線對于提高房屋建筑結(jié)構(gòu)的性能具有重要作用，是保障人民群眾生命財產(chǎn)安全的基礎(chǔ)。因此，為了提升其抗震性能，可以設(shè)置多種抗震防線，全方位提高建筑結(jié)構(gòu)抗震性能。具體而言，需要科學(xué)選擇建筑材料類別，提升其延展性特點，增強建筑結(jié)構(gòu)的抗變形能力，運用向相關(guān)材料保護重點震動部位，增強房屋建筑的抗震效果。設(shè)計人員可以根據(jù)建筑物的設(shè)計情況設(shè)計多重抗震防線，提高建筑結(jié)構(gòu)的實際抗沖擊能力，有效減少地震災(zāi)害帶來的經(jīng)濟損失，使其免受災(zāi)害影響。

3.3提高房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震力

為了保證房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，需要在設(shè)計時做好以下幾個方面的工作。第一，需要在房屋建筑設(shè)計過程中考慮地基的穩(wěn)定性，選擇能夠硬度較大、穩(wěn)定性較強的地基，使其能夠抵抗外界環(huán)境因素變化帶來的影響，避免因地基變形導(dǎo)致抗震功能喪失。第二，在設(shè)計房屋建筑結(jié)構(gòu)單元時，需要將其設(shè)計在性質(zhì)相同的地基上，在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中充分發(fā)揮出地基的潛力與作用，充分發(fā)揮出其抗震功能^[5]。第三，需要提高房屋建筑結(jié)構(gòu)的對稱性及規(guī)則性，避免出現(xiàn)地震引發(fā)的房屋變形或者建筑結(jié)構(gòu)扭曲的現(xiàn)象。第四，需要在多個設(shè)計環(huán)節(jié)中引入抗震設(shè)計，提高房屋建筑的整體性能，明確其受力結(jié)構(gòu)特征，避免建筑結(jié)構(gòu)存在著局部承重力較弱的情況。第五，需要使得房屋建筑結(jié)構(gòu)重量最小化，避免其對地基產(chǎn)生較大的壓力，減小地震對房屋建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響。第六，需要提高房屋建筑結(jié)構(gòu)在空間上的統(tǒng)一性與整體型，在平面上將建筑結(jié)構(gòu)的各個部分連接起來，提高建筑結(jié)構(gòu)的豎向剛度，使其能夠承擔(dān)起整個建筑結(jié)構(gòu)的重力。

3.4合理計算建筑結(jié)構(gòu)的參數(shù)信息

研究顯示，相同地震等級可能會對不同地區(qū)的房屋建筑產(chǎn)生不同影響。因此，房屋設(shè)計人員需要結(jié)合當?shù)氐膶嶋H情況開展建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，提高抗震設(shè)計方案的科學(xué)性與有效性。設(shè)計人員需要本著科學(xué)性設(shè)計原則，計算出房屋建筑結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)信息，確保計算過程的科學(xué)性與準確性。可以運用相關(guān)技術(shù)開展災(zāi)害模擬實驗，計算出房屋結(jié)構(gòu)的參數(shù)信息，為房屋建筑結(jié)構(gòu)提供相關(guān)依據(jù)，提高結(jié)構(gòu)整體的穩(wěn)定性，使其能夠滿足地震設(shè)防標準的抗震性能。

3.5科學(xué)規(guī)劃建筑結(jié)構(gòu)布局

在設(shè)計房屋建筑結(jié)構(gòu)時，需要科學(xué)規(guī)劃其布局，提高平面布局和內(nèi)部布局性能。在平面布局優(yōu)化方面，需要提高布局安排的規(guī)則性，使其質(zhì)心與剛度中心重合，使得房屋結(jié)構(gòu)能夠正常使用。地震災(zāi)害的扭轉(zhuǎn)作用力較大，容易對建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，增加建筑結(jié)構(gòu)的損壞程度，影響其正常使用進程。

在立體布局優(yōu)化方面，需要提高建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的均衡性，避免出現(xiàn)頭重腳輕的問題，降低房屋的重心，使其能夠在地震災(zāi)害中保持穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)質(zhì)量問題。特別的，需要控制好豎向強度和剛度，旨在提高控制強度，使得立體設(shè)計的均衡性及穩(wěn)定性不斷提高。橫縱墻體承擔(dān)著建筑結(jié)構(gòu)的重量，需要注重其布置情況。在震動作用下，橫縱墻體會產(chǎn)生較大的裂縫，對墻面整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴重破壞，降低了其承重性能，使得房屋逐漸坍塌，帶來了十分嚴重的后果。一般情況下，可以運用縱墻貫通的布置方法，運用鋼筋混凝土填充橫縱墻的交接位置，增加鋼筋強度，避免建筑物在橫縱位置處被地震作用力拉開，切實增強房屋結(jié)構(gòu)的抗震性能^[6]。

3.6提高房屋結(jié)構(gòu)整體剛度

房屋建筑的抗震性能與其整體剛度及抗震性能具有密切關(guān)系。因此，為了充分利用抗震技術(shù)，提高房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的科學(xué)程度，需要提高房屋結(jié)構(gòu)的整體剛度。例如，需要積極應(yīng)用各類強度較高的鋼筋混凝土材料及樓板，充分發(fā)揮出其抗震構(gòu)件的作用與價值，減少房屋結(jié)構(gòu)出現(xiàn)移動、散落事故的概率及可能性，提高房屋結(jié)構(gòu)整體剛度及穩(wěn)定性，使得墻板能夠在水平面上對齊。此外，還可以在建筑過程中添加構(gòu)造柱結(jié)構(gòu)，將其與鋼筋圈梁、鋼筋材料結(jié)合起來，充分展現(xiàn)出房屋抗震性特征。

3.7提高砂漿強度，增加墻體面積

房屋結(jié)構(gòu)的抗震性能與墻體面積大小具有密切關(guān)系及砂漿強度具有密切關(guān)系，通過適當增加房屋建筑的墻體面積，科學(xué)規(guī)劃砂漿強度登記，能夠切實提高房屋建筑的抗震能力。地震對于低層建筑的影響較小，為了滿足建筑承載力的需求，需要適當增加房屋的承載面積，提高砂漿強度等級，使其能夠滿足抗震制度基本要求。

3.8減小地震對建筑物的影響

為了減小地震對房屋建筑的影響程度，可以在建筑基礎(chǔ)與建筑主體部分之間添加隔震裝置，延長地震波傳播時間，減小地震對于房屋建筑結(jié)構(gòu)的破壞作用。此外，還可以將地震減緩裝置建設(shè)在建筑物頂端，為其添加一個反擺。在發(fā)生地震時，反擺的位移方向與建筑物的位移方向相反，能夠增加建筑物自身的阻尼作用，降低其運動過程的加速度。研究顯示，有效的反擺裝置能夠降低地震對房屋建筑的損壞作用，降低程度高達65%，使得建筑結(jié)構(gòu)免受嚴重損壞。

抗震設(shè)防要求與國家科學(xué)技術(shù)水平及經(jīng)濟發(fā)展狀況密切相關(guān)，可以運用綜合運用設(shè)防烈度及地震參數(shù)信息，嚴格遵循地震設(shè)防標準，使其滿足震度要求。房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計人員需要根據(jù)不同的房屋建筑類型開展設(shè)計工作，使其滿足實際抗震需求，提高房屋建筑整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與安全性，增強房屋建筑結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟效益與社會效益，獲得更好的抗震效果。

根據(jù)建筑物的使用價值，可以將其大致分為四類，分別為ABCD。首先，前兩類建筑物的抗震設(shè)防強度應(yīng)當高于國家規(guī)定的設(shè)防要求。其次，C類建筑的抗震設(shè)計方案及抗震作用都應(yīng)該滿足所在地的基本抗震設(shè)防要求。最后，D類建筑的抗震方案要求可以有所降低，但地震作用必須滿足當?shù)氐目拐鹪O(shè)防要求。

3.9加強結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計

一般來說，可以從兩方面進行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計，第一，設(shè)置防震縫。房屋建筑以預(yù)防地震、穩(wěn)固結(jié)構(gòu)、減輕震感為原則進行抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計時，若建筑本身存在結(jié)構(gòu)問題無法滿足以上原則，需要將建筑結(jié)構(gòu)進行劃分，在劃分后的每部分均設(shè)置防震縫，使得建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)的重要性凸顯，與其他位置的結(jié)構(gòu)獨立區(qū)分。防震縫附近也需要騰出一定空間，保障在劃分防震縫后，不同區(qū)域的建筑能夠得到明確分離。房屋建筑的防震結(jié)構(gòu)設(shè)計完畢后，若經(jīng)歷嚴重的地震災(zāi)害，房屋建筑的抗震墻結(jié)構(gòu)是受到損壞最嚴重的部位。

4.抗震結(jié)構(gòu)案例分析

剪力墻結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)及框剪結(jié)構(gòu)是最為常見的抗震結(jié)構(gòu)，本文主要用一下幾個案例說明此類結(jié)構(gòu)的應(yīng)用案例及價值。

4.1剪力墻結(jié)構(gòu)

剪力墻結(jié)構(gòu)抗震效果較好，應(yīng)用價值較高，在高層或者超高層建設(shè)過程中均發(fā)揮著重要作用，可以提高建筑物上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，使其免受地震的侵害，延長房屋結(jié)構(gòu)的坍塌時間，給高層住戶爭取更多逃生時間，安全性能較高。剪力墻結(jié)構(gòu)中包括暗梁、暗柱、非框架梁等多種結(jié)構(gòu)成分，屬于鋼筋混凝土墻板材料類型，可以運用結(jié)構(gòu)內(nèi)部作用力進行支撐。該結(jié)構(gòu)的原理即為水平力支撐，可以將建筑梁柱之間有序連接起來，給其提供強大的支撐力量，使其免受外界力量的干擾。同時，該結(jié)構(gòu)會隨著外力的變化而變化，使得建筑整體維持穩(wěn)定狀態(tài)。但若外力超過一定閾值，將會導(dǎo)致建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性急劇降低，發(fā)生嚴重故障。因此，輕微地震外力不會對建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，證明其抗震性能良好。上剪力墻是承受外界重量的重要構(gòu)建，剛度水平較高，能夠承擔(dān)墻體的側(cè)向力作用，在受力處可能會出現(xiàn)反彎點。剪力墻在高層建筑中的應(yīng)用機會較多，在底框結(jié)構(gòu)中也具有較高的使用價值。

4.2框架結(jié)構(gòu)

框架結(jié)構(gòu)屬于表面積較大的抗震結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)性能良好，可以與剪力墻結(jié)構(gòu)組合起來，形成綜合框剪結(jié)構(gòu)。通常來講，框架結(jié)構(gòu)主要由多個梁及柱組成，可以根據(jù)建筑物受力特征對其進行布局，形成水平張力，使得地基、梁、柱等結(jié)合起來，形成相互作用力，提升整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在地震發(fā)生時，外力會平均分給每一個梁柱，抗震性能良好，一般不會出現(xiàn)局部坍塌或者整體塌陷的情況?？蚣芙Y(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍相似，在高層建筑及特高層建筑中均具有極高的使用價值?？蚣芙Y(jié)構(gòu)在整體建筑中均發(fā)揮著重大價值，可以給整個建筑提供抗震力量。

4.3框剪結(jié)構(gòu)

框剪結(jié)構(gòu)由框架結(jié)構(gòu)及剪力墻結(jié)構(gòu)組合而成，融合了兩種結(jié)構(gòu)的有點，抗震性能較好。通常來講，大部分框剪結(jié)構(gòu)都是由框架結(jié)構(gòu)組成，將剪力墻結(jié)構(gòu)與重點承重部分連接在一起。若外力影響了承重梁及承重柱，框架會吸收部分外力，并將其平均分配給其他梁柱，消除剪力墻結(jié)構(gòu)的自穩(wěn)定性特征，增強建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震性能，提升其使用價值。

5結(jié)語

綜上所述，通過提高房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，能夠有效保護災(zāi)害狀態(tài)下人們的生命財產(chǎn)安全，革新建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計觀念，充分發(fā)揮出技術(shù)的作用與價值?？拐鹪O(shè)計在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中十分必要，需要做好災(zāi)害防控工作，減少災(zāi)害發(fā)生時產(chǎn)生的物質(zhì)及精神損失，推動社會和諧發(fā)展與進步，維護良好的社會秩序，需要引起建筑產(chǎn)業(yè)的足夠重視。

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