抗震设计在房屋建筑结构设计的应用 本文关键词：抗震，结构设计，房屋建筑，设计
抗震设计在房屋建筑结构设计的应用 本文简介：摘要：地震灾害是一种极具破坏力的地质灾害表现，可能在顷刻间导致房屋坍塌，地震条件下居住者的逃生时间很短，那么为了尽可能延长逃生时间，应降低房屋建筑倒塌概率，现代房屋建筑结构设计十分重视抗震性设计。文章为了了解抗震性设计要点与形式，将围绕相关理论以及普遍案例，展开研究工作。关键词：抗震设计；房屋建筑结
抗震设计在房屋建筑结构设计的应用 本文内容：
摘要：地震灾害是一种极具破坏力的地质灾害表现，可能在顷刻间导致房屋坍塌，地震条件下居住者的逃生时间很短，那么为了尽可能延长逃生时间，应降低房屋建筑倒塌概率，现代房屋建筑结构设计十分重视抗震性设计。文章为了了解抗震性设计要点与形式，将围绕相关理论以及普遍案例，展开研究工作。
关键词：抗震设计；房屋建筑结构设计；应用
介于地震灾害的巨大威胁，在现代房屋建筑结构设计条件下，十分重视设计结构的抗震性，同时国家也提出了建筑抗震性等级要求。而因为现代房屋建筑结构设计要兼顾很多功能性要求，同时规模普遍增大，所以抗震性设计要求更高，因此，对房屋建筑结构设计抗震设计的应用进行研究，具有重大有意义。
1抗震设计应用
1.1材料抗震性
在房屋建筑结构抗震设计当中，设计用材的抗震性表现，是决定设计抗震性能水平的基本因素，因此，设计人员应当对此保持重视。结合理论得知，材料抗震性主要体现在三个方面，即材料强度、刚度、抗变性。其中强度代表了材料在地震条件下，对地震直接应力的抵抗能力，强度良好的材料可以保障建筑结构在地震中的稳定性表现；刚度代表了材料在地震条件下，对地震动态载荷的抵抗能力，刚度良好的材料可以减小建筑结构在地震中的倒塌概率；抗变性代表了材料在地震条件下，出现了裂缝可在一段时间内维持自身形状正常，且力学结构平衡，抗变性良好的材料可以延长建筑结构在地震中倒塌的时间[1]。综上，设计人员在材料选择当中，要围绕上述抗震性表现，结合实际抗震等级要求，对材料的强度、刚度等级以及抗变性表现进行选择，且在国家规定要求下，要保障结构的抗震等级高于实际地区抗震等级一级，材料选择要遵守这一点。
1.2延性结构应用
由于地震灾害强大的破坏力，建筑结构很容易出现变形现象，此时即使在材料抗变性良好的前提下，普通建筑结构依旧会在短时间内倒塌，所以，为了进一步延长倒塌时间，在房屋建筑结构抗震设计当中，建议采用延性结构来进行设计。延性结构是一种具有自适应能力的结构，其在遭受到外部载荷时，会发生相应的偏转，这一表现使得其可以长时间保持力学平衡，除非外部载荷过大，但如果依照抗震等级来进行设计，就不会出现载荷过大现象，相应结合抗变性材料可以起到延长倒塌试件的目的。此外，在现代理论当中，延性结构具有多种类型，例如框架剪力墙等，但这种结构具有一定的适用条件，所以如果因为条件限制而无法使用此类结构，则需要选择其他结构来进行设计，例如经典的钟摆结构。图1、2为延性结构与钟摆结构。
1.3抗水平荷载
水平载荷是决定房屋结构抗震性能高低的重要因素，所以，在房屋建筑结构设计当中，需要对建筑结构的抗水平载荷保持重视。通常情况下，房屋建筑结构抗水平载荷泛指结构刚度，那么在材料刚度的条件下，还需要通过设计工作将材料刚度整合，具体方法上，可以模拟地震条件下的房屋结构，观察房屋结构倒塌的表现，再计算出其刚度的缺陷，相应地在结构外形上进行调整，弥补刚度缺陷再次进行测试，如此反复可以使得建筑抗水平载荷平衡，提高房屋建筑结构的抗震性能。
1.4位移刚度
位移现象是建筑结构在地震载荷下经常出现的问题，其代表了建筑力学结构的合理性与平衡性，且位移现象越严重，代表力学结构质量越低，所以要提高建筑结构抗震性，在设计当中要重视位移刚度设计。介于地震载荷不可预测的动态表现，位移现象的表现也无法预测，但大致可以分为侧移、水平移动。那么围绕这两种位移现象，在设计当中，要重视墙基与底层的连接是否合理，例如连接深度、连接水平关系等。此外，为了提高刚度，在设计当中可以要求施工过程中采用定量外加剂来实现目的[2]。
2抗震设计应用策略
2.1抗震等级设定
在上述分析中提到，房屋建筑抗震设计，必须保障建筑抗震等级高于地区抗震等级一级，此举主要是为了保障房屋结构，在地区常规地震条件下不容易出现大规模的倒塌，同时即使在震级异常前提下，也可以延长倒塌时间，所以，此项规定设计人员必须对此保持重视，而为了落实这一点，在设计当中，相关单位应当借助当地地质勘察部分，通过地震调查资料以及历史地震等级来确立地区地震等级。此外，在地震等级设定当中，还要重视地震周期表现，因为房屋在长期使用当中，其性能难免会下降，如果在性能下降时出现了地震，就会引起大规模的事故，所以为避免这一点，在地震周期条件下，要对房屋建筑结构抗震等级进行细节调整，确保其在周期范围内保持良好水平。
2.2设计审核工作
因为房屋建筑抗震设计工作的复杂性很高，同时还可能存在条件上的限制，所以，初次设计很容易出现相关的问题。例如为了避免条件限制影响，设计人员会调整建筑结构来满足实际条件，而调整动作可能会对结构抗震等级造成影响，所以在每次设计完成之后，都应当结合实际抗震需求，对初次设计方案进行审核，如果发现抗震等级不满足抗震要求，则应当及时分析具体缺陷，再针对缺陷采取相应举措来进行整改，起到抗震等级保障作用。
3抗震结构案例
就目前普遍案例来看，常用的抗震结构有剪力墙结构、框架结构以及框剪结构，下文将举例对各抗震结构的应用案例进行分析，了解其适用范围以及应用功效。（1）剪力墙结构。剪力墙结构是当前最为常见的抗震结构，其主要适用于高层或超高层建筑工程当中，可以保护建筑上部结构在地震条件下的稳定性，尽可能延缓上部结构坍塌的时间，为高层住户提供更长的逃生时间，具有良好的安全意义。剪力墙结构的具体形貌见图3，就力学特点方面，剪力墙结构属于钢筋混凝土墙板结构，可以有效对因为力产生的内力荷载进行支撑。支撑原理为水平力原理，具体来说其具有连接建筑梁柱，为梁柱提供良好的支撑力，同时受外力影响，该结构会随着外力结构而发生变化，使得整体建筑结构始终保持在自稳定状态下（但如果外力过大，会打破这一状态），所以，在一些轻微的地震外力影响状态下，建筑不会坍塌，说明其抗震效果良好。上剪力墙作为竖向承重构件，其在一般在结构体系中，由于剪力墙的刚度比较大，所以在承担结构的侧向力方面有较大的贡献，而在受力是往往剪力墙不出现反弯点。一般剪力墙用于高层建筑中较多，当然在底框结构中也要布置剪力墙。（2）框架结构。框架结构是一种大面积的抗震结构，其本身不但具有良好的抗震性能表现，同时还可以与上述剪力墙结构组合，形成框剪结构。具体来说，框架结构主要由若干梁、柱组成，根据建筑受力特点来进行布置，由此形成水平力，同时不同梁、柱与地基之间的结合，会产生相互作用，由此保障每个梁、柱的稳定性，在地震外力影响下，所有外力会被分摊至每个梁柱，因此具有良好的抗震性，不会出现局部塌陷而引起的整体塌陷问题。在适用范围上，框架结构与剪力墙结构一样，都适用于高层或超高层建筑工程当中，但不同的地方在于，框架结构可以贯穿整体，为整个建筑提供抗震力。（3）框剪结构。综上，框剪结构即为剪力墙结构与框架结构的组合抗震结构，该结构融合了两者的优点，同时更好地将两者组合，具有更高的抗震性能表现。具体来说，框剪结构结构中大约75%左右由框架结构组成，随后在框架结构内部剩余的25%左右设置剪力墙结构，并将剪力墙结构与部分重点承重梁、柱连接在一起，在这一条件下，当重点承重梁、柱受地震外力影响，外力首先会被框架结构所接收，转而分摊给每个梁柱，分摊后的外力会有一部分与剪力墙结构接触，针对这一部分外力，剪力墙结构的自稳定特点可以进行消除。该结构可以整体提高建筑的抗震性能高度，具有良好的应用价值。
4结语
本文主要对抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用进行了分析，通过分析得到结论：当前房屋建筑抗震设计当中，要注意材料、结构、水平载荷、刚度的表现，确保房屋结构在地震条件下的倒塌概率降低，且倒塌时间延长；为了保证抗震设计质量，设计当中应当遵守国家相关规定，并对设计方案进行审核，避免其中一些质量问题的影响。
参考文献
[1]龚神甫.抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用探析[J].科技展望，2015，25（30）：71.
[2]陈德源.略谈房屋建筑结构设计中抗震设计的应用[J].江西建材，2016（22）：41-42.
作者：赵伟 单位：宿州市建筑勘察设计院
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