浅析房屋建筑结构抗震设计

陈建生

摘要：随着地壳运动越来越频繁，地震带来的破坏力也越来越大，尤其是一些浅源地震。人们也随着越来越重视建筑的抗震设计，有效提高建筑结构抗震的能力，这样才能够确保人民生命和财产安全得到有效的保障。建筑结构的抗震设计是一项重要的设计工作，需要设计师们引起足够的重视，始终保持严谨的工作态度，采用科学合理的设计方案，为提高建筑的抗震能力提供有效的保障。

关键词：房屋建筑结构抗震设计

1 抗震设计在建筑结构设计中的重要性

1.1 建筑模型设计的重要性

建筑空间形态具有很多种，主要包括平面形状和物体空间形状。根据相关的地震数据统计表明，在地震中，平面形状就会更加复杂，如出现不平衡，建筑的不对称翼将受到一定程度的损害。在唐山大地震中，我们可以看到许多这样的类型，一些传统的、常规的建筑造型在地震中没有严重的损害，甚至还有一些能够很好地保留下来。地震在三维空间内是非常复杂的，将会对建筑物造成很大的伤害。特别是在结构刚度出现突变的位置。因此，在建筑设计过程中，需要尽可能使建筑平面和空间形状变得简单。尽可能设计一些凹凸的结构面，尽可能延长一些不对称翼。在布局上，需要使得建筑物结构能够尽可能达到刚度的均匀分布，避免一些非对称的刚度分布不均匀，这样就能够有效避免住房建设出现扭转而产生破坏。

2.2 建筑结构设计的规则合理对抗震设计的影响

在建筑设计的过程中，应该遵循优先选择的规则。在这座建筑设计的过程中，建筑平面、剖面和三维表面都要表现出简单规则和对称性的特点。此外，建筑结构的侧向刚度强度也要分布均匀，使建筑的质量能够均匀分布，这样就能够有效防止建筑物出现突变。为了实现建筑结构体系的科学合理性，我们必须首先确保设计能够具体、明确，其次还要保证建筑结构的结构设计能够科学合理，在这一过程中需要考虑到承受力需要合理分布，这样我们就可以在施工过程中保证，可以使得施工根据设计图来进行。建筑的形状规则的合理性，可以有效分散地震的破坏性，能够保护建筑物的完整性，从而在一定程度上提高建筑的抗震性能。

2 房屋建筑的筑抗震设计

2.1 建筑抗震设计的规划与布局

良好的抗震能力将对建筑设计建筑能够提高建筑的抗震性能，建筑的布局更加复杂，这样就会导致建筑防震能力出现下降。在剪力墙设计的过程中，需要认识到剪力墙是建筑结构抗震的一个最重要的部分，建筑结构的设计需要按照抗震要求来进行设计。建筑的刚度需要分布均匀，在大厦电梯的设计过程中，可以有效地防止由电梯人员由于地震偏心扭转效应的影响。对建筑的整体设计而言，设计师应该在抗侧力构件的布置设计过程中，将建筑设计建和抗震设计有机地融合在一起，这将大大提高建筑物的抗震能力。

2.2 垂直设计对建筑抗震性能的影响

在建筑设计的过程中，建筑的垂直布置设计就是将建筑的质量和刚度沿垂直方向上进行均匀分布。如果建筑的负载刚性比较差，将使得建筑的承载能力不足，所以它会很容易在地震中出现变形，成为不利抗震的一个薄弱环节。在建筑设计的过程中，垂直设计可以有效避免这个问题，在设计的过程中，如果两层楼都是紧挨着的，其实际的功能也是不一样的。研究表明，在众多的地震，建筑物的竖向刚度能够均匀分布，这样使得建筑受到地震的影响会比较小。

2.3 建筑墙体和屋顶的设计

在进行房屋建筑设计的过程中，建筑的重量越轻，它在地震受到的损坏程度就会越小，其结构的稳定性也会大大提高，这样的房屋的抗震能力是非常高的。因此，如果我们要减少建筑物在地震中的破坏程度，在建筑的墙体和屋顶中需要使用一些轻质材料。

2.3.1 墙体的设计：建筑墙体的设计，为了使建筑质量变得更轻，有必要使房屋的墙体变得更轻。如果墙体本身具有很大的重量，这样就会降低建筑的抗震性能，使得建筑在地震过程中遭到摧毁的可能性更大。因此，需要严格选择墙体的材料，保证墙体的重量。

2.3.2 屋顶的设计：：在屋顶的设计中，也要尽可能地采用安全轻质的材料，这样就能保证墙体不会承载着一个重量很大的物体，影响墙体的稳定性。建筑的屋顶不应该增加一些不必要的承重原件，这样就会使得建筑的重量得到增加，会影响建筑的抗震性能。

2.4 建筑结构抗震取决于根据其承载力

根据静态分析的理论，分析地震作用的惯性力，结合弹性力学和地震作用进行计算，对建筑的结构和构件在地震中的弹性位移进行分析，以确保施工的强度，保证建筑结构的安全性能。对建筑结构进行抗震设计要依据其承载能力，要计算出其承载力，我们可以采用传统的设计计算方法，所以这些设计很容易被设计人员应用，这种方法主要是对惯性力的分析，在地震作用下，把建筑结构可以看成一个弹性整体，选择相应的计算来计算结构在地震中的固有频率值，最后采用弹性的计算方法对结构的抗震性能进行分析和計算，根据承载力合理选择房屋建筑抗震设计的方案。

3 结构设计的加强措施

结构设计基本能满足规范要求的“小震不坏，大震不倒”抗震设防标准。但是由于地震的不确定性和计算的近似性等原因，抗震设计更重要的是概念设计，即所谓“三分计算，七分构造”，因此还应当应用工程经验和通过计算分析中发现的薄弱部位采取加强措施。

3.1 对塔楼的薄弱部位进行加强设计。与连接体相连的梁（并延伸一跨） 和柱提高一级抗震等级，与连接体直接相连的柱用钢骨混凝土柱。连接体的钢梁伸入塔楼的第二跨，与剪力墙相连，没有剪力墙的地方与柱相连，并加强连接体与框架柱和剪力墙的锚固，以免地震时连接体的拉脱，而引起连接体塌落。

3.2 采用隔震加固法。结构刚度和地震作用成正比。当结构周期变大时，刚度随之减小，进而降低了地震作用。目前工程实践中，以增大周期为目的的加固技术方法多为隔震技术，其中最有代表性的就是铅芯橡胶隔震。该方法充分利用了橡胶、铅芯两种材料阻尼值相对较高、水平变形比较大，且能大量吸收并散耗地震动能量的特点，将铅芯橡胶隔震布置在地基基础和上部结构之间，使二者完全脱开。地震中，隔震垫产生较大的水平变形，吸收并消耗大量的能量，增加上部结构的周期，使得上部结构的地面水平加速度大幅降低，实现减小上部结构地震力的目的。

3.3 消能减震加固法。在工程抗震原理中，结构阻尼与地震作用为反比关系。在工程实践中，增加结构阻尼主要通过在结构变形较大的部位设置阻尼器的消能减震方法来实现。利用阻尼器来控制结构在地震作用下的预期变形，通过降低建筑结构在水平、竖直两个方向的地震作用，确保建筑物在罕遇地震作用下不出现严重的破坏。

3.4 外加构件法。通过在原建筑结构构件外部增设构件，加强结构抗震承载力、变形能力和整体性的方法称为增设构件法。该方法可以对建筑物中承载力和变形能力不足的构件进行加强，但使用该方法进行构件的加固设计时，需重点关注新增加的构件对加固后结构整体抗震性能的影响。常用的技术方案有增设构造柱/圈梁加固、增设墙体加固、增设柱子加固、增设拉杆加固、增设支托加固、增设支撑加固和增设门窗加固等。

4 结束语

地震具有随机性、不确定性和复杂性，要准确预测建筑物所遭遇地震的特性和参数，目前是很难做到的。而建筑物本身又是一个庞大复杂的系统，在遭受地震作用后其破坏机理和破坏过程十分复杂。且在结构分析方面，由于未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素，也存在着不确定性。因此，结构工程抗震问题不能完全依赖“计算设计”解决。应立足于工程抗震基本理论及长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念，从“概念设计”的角度着眼于结构的总体地震反应，按照结构的破坏过程，灵活运用抗震设计准则，全面合理地解决结构设计中的基本问题，既注意总体布置上的大原则，又顾及到关键部位的细节构造，从根本上提高结构的抗震能力。

参考文献

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