房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)探討

關(guān)鍵詞：房屋；建筑結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計(jì) 

　　一、前言 

　　建筑物在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，能否具體按到建筑設(shè)計(jì)要求和建筑物的抗震設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行，這將在很大的程度上決定建筑物的抗震能力。如果建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和建筑設(shè)計(jì)都得到了確定，建筑物在結(jié)構(gòu)上進(jìn)行設(shè)計(jì)要對(duì)建筑整體設(shè)計(jì)進(jìn)行修改是極其困難的，只有嚴(yán)格按照建筑設(shè)計(jì)原理進(jìn)行，才能進(jìn)行準(zhǔn)確有效的設(shè)計(jì)。在建筑設(shè)計(jì)中要著重考慮建筑物的抗震設(shè)計(jì)，這需要結(jié)構(gòu)工程師科學(xué)合理布局結(jié)構(gòu)，使建筑物在地震中能夠均勻受力，提高建筑物自身的抗震性能。 

　　二、抗震設(shè)計(jì)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的作用 

　　1.建筑模型設(shè)計(jì)的重要性 

　　建筑物空間形狀的設(shè)計(jì)有很多種，其中包括平面形狀和主體空間形狀。根據(jù)地震統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，在地震中，平面形狀越是復(fù)雜，如凹凸不平，懸浮側(cè)翼的房屋建筑，其非對(duì)稱翼都會(huì)受到一定程度的損害。在唐山地震中，我們也能夠見(jiàn)到很多這樣的類型，那些傳統(tǒng)的，比較規(guī)則的建筑形狀在地震中沒(méi)有出現(xiàn)嚴(yán)重破壞，有的甚至很完好地保持在那里。在三維立體空間中復(fù)雜的地震，都會(huì)對(duì)建筑物造成極大的損害。尤其更易損壞的是建筑結(jié)構(gòu)剛度突變的位置。因此，在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，要盡可能地使建筑物的平面和空間的形狀簡(jiǎn)單規(guī)則。盡可能設(shè)計(jì)一些凸凹形的，盡可能少的延伸一些不對(duì)稱的側(cè)翼。在布局上，要做到盡可能均勻分布建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度，避免不均勻的質(zhì)量分布和非對(duì)稱的剛度，在地震發(fā)生時(shí)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)而損壞房屋建筑。 

　　2.建筑抗震設(shè)計(jì)的規(guī)劃布局 

　　建筑設(shè)計(jì)中對(duì)建筑物抗震性能的布局設(shè)計(jì)將會(huì)對(duì)建筑的抗震能力起到一個(gè)至關(guān)重要的作用，布局越是復(fù)雜，那么對(duì)建筑物的防震能力就會(huì)下降。所以在建筑物布局設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)師應(yīng)盡量保持建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度均勻分布，避免發(fā)生分布不均，防止結(jié)構(gòu)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)影響施工的質(zhì)量和建筑物的抗震能力。在剪力墻的設(shè)計(jì)上，一個(gè)需要重要的部分是剪力墻建筑結(jié)構(gòu)的抗震性，應(yīng)該要求建筑結(jié)構(gòu)在抗震要求和建筑設(shè)計(jì)要求中保持一致。在建筑物的電梯的設(shè)計(jì)中做到剛度分布均勻，可以有效避免偏心的地震產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)影響乘電梯的人員的生命安全。對(duì)于建筑的整體設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件的布局創(chuàng)造一個(gè)有利的環(huán)境，把建筑物的抗震設(shè)計(jì)融合在建筑設(shè)計(jì)中，這樣將會(huì)大大提高建筑物的抗震能力。 

　　3.建筑設(shè)計(jì)中的垂直設(shè)計(jì) 

　　在建筑設(shè)計(jì)中，建筑垂直布局設(shè)計(jì)是把結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度沿高度方向均勻分布。無(wú)論是在低層建筑，多層建筑，高層建筑或超高層建筑中，垂直布局在建筑設(shè)計(jì)中起到很重要的作用。如果在載地板剛度較差，它的承載力就會(huì)不足，這樣就會(huì)在地震中容易出現(xiàn)變形，成為不利抗震的薄弱部位。在建筑設(shè)計(jì)中，對(duì)一些本來(lái)可以避免的垂直分布的典型問(wèn)題，要在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中，如果建筑物緊挨著的兩層建筑，它們的實(shí)際功能是不一樣的，可能會(huì)出現(xiàn)以下一些問(wèn)題：首先墻體可能是不連續(xù)的，不夠嚴(yán)實(shí)；其次還會(huì)發(fā)生上下層墻體的數(shù)量不相等，存在較大的差異，而且它們之間還可能存在錯(cuò)位，不對(duì)齊的情況；上下層建筑柱子的數(shù)量也不相等，并且它們的位置也不是在同一條直線上；剪力墻的布局不合理，不能從底部直接延續(xù)到頂部，出現(xiàn)不對(duì)稱或者柱子數(shù)量短缺的情況。通過(guò)大量研究發(fā)現(xiàn)，在許多大地震中，豎向剛度分布不均勻的建筑物，它的抗震效果是很差的。 

　　4.墻體和屋頂?shù)脑O(shè)計(jì)要求 

　　在房屋建筑中，質(zhì)量越輕，那么它再地震中，遭受破壞的程度也就越小，它的結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性會(huì)很強(qiáng)，這樣的房屋，抗震能力是很高的。因此，要想減輕房屋建筑在地震中受到的破壞程度，就要在房屋建筑中，采用一些輕質(zhì)的材料來(lái)建設(shè)房屋的墻體和屋頂。 

　�。�1）墻體的設(shè)計(jì) 

　　在墻體的設(shè)計(jì)當(dāng)中，要想使房屋建筑的質(zhì)量變得更輕，就要使要使房屋的墻體變輕。如果墻體本身就具有很大的重量，那么它的抗震性能就會(huì)在很大的程度上得到減弱，在地震中，遭到破壞的可能性很大。所以，應(yīng)該嚴(yán)格選擇墻體的制作材料，保證墻體的重量。 

　�。�2）屋頂?shù)脑O(shè)計(jì) 

　　在屋頂?shù)脑O(shè)計(jì)中，也要盡可能地采用安全輕質(zhì)的材料，這樣就能保證墻體不會(huì)承載著一個(gè)重量很大的物體，影響墻體的穩(wěn)定性。并且不要在屋頂增加一些不必要的重物，那樣不僅使屋蓋的重量得到提高，房屋的高度也得到了增大，房屋建筑的高寬比就得到了改變，影響房屋整體的抗震性能。如果房頂上面必須建造一些設(shè)施，也要采取合理的方式，盡量采用輕質(zhì)材料把這些設(shè)施建造得低一點(diǎn)，保障其抗震性能。 

　　三、房屋建筑的抗震設(shè)計(jì) 

　　1.建筑結(jié)構(gòu)抗震取決于根據(jù)其承載力 

　　建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，應(yīng)該根據(jù)它所要承受的載重來(lái)確定。根據(jù)靜態(tài)分析的理論，分析地震作用的慣性力，結(jié)合彈性力學(xué)和地震作用進(jìn)行計(jì)算，對(duì)建筑的結(jié)構(gòu)和構(gòu)件在地震中的彈性位移進(jìn)行分析，以確保施工的強(qiáng)度，保證建筑結(jié)構(gòu)的安全性能。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，這種設(shè)計(jì)的方法已經(jīng)得到了普遍應(yīng)用。對(duì)建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)要依據(jù)其承載能力，要計(jì)算出其承載力，我們可以采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算方法，所以這些設(shè)計(jì)很容易被設(shè)計(jì)人員應(yīng)用，這種方法主要是對(duì)慣性力的分析，在地震作用下，把建筑結(jié)構(gòu)可以看成一個(gè)彈性整體，選擇相應(yīng)的計(jì)算來(lái)計(jì)算結(jié)構(gòu)在地震中的固有頻率值，最后采用彈性的計(jì)算方法對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行分析和計(jì)算，根據(jù)承載力合理選擇房屋建筑抗震設(shè)計(jì)的方案。 

　　2.依據(jù)能量損耗來(lái)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì) 

　　建筑結(jié)構(gòu)抵御地震的有效方法是在地震中，把地震所釋放的能力，均勻分布到建筑的各個(gè)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，這樣就能減輕某個(gè)單一結(jié)構(gòu)損壞過(guò)大，造成整個(gè)建筑物損壞。如果地震產(chǎn)生的能量過(guò)大，將會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)出現(xiàn)一定的變形，非彈性變形將會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)倒塌。因此，非彈性變形是在地震中導(dǎo)致建筑物損壞的主要原因，要解決這個(gè)非彈性變形的設(shè)計(jì)，根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的地震原理來(lái)進(jìn)行，這樣容易被大家理解和接受。 

　　四、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的規(guī)則合理對(duì)抗震設(shè)計(jì)的作用 

　　在建筑設(shè)計(jì)上的選擇，應(yīng)優(yōu)先選擇建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性。對(duì)于這種建筑，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，建筑平面，剖面和立體面都是具有簡(jiǎn)單對(duì)稱的規(guī)則特點(diǎn)。除此之外，建筑結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度對(duì)各個(gè)材料的強(qiáng)度分布也很均勻，這樣質(zhì)量均勻分布，就不會(huì)出現(xiàn)突變。要做到建筑結(jié)構(gòu)體系的合理性，首先要保證設(shè)計(jì)圖要做到具體，條理清晰，其次為保證在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，其間結(jié)構(gòu)之間力的承受都是科學(xué)合理的，這樣才能保證在施工過(guò)程中，能夠按到設(shè)計(jì)圖進(jìn)行合理施工。建筑形狀的規(guī)則合理性，能夠有效地分散地震的破壞力，保障建筑物的完整性，從而在一定程度上提高建筑物的抗震性能，切實(shí)保障人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。 

　　五、結(jié)語(yǔ) 

　　由于近幾年地震次數(shù)不斷增加，特別是看到了汶川大地震以及日本海嘯地震之后的破壞力，人們對(duì)房屋抗震設(shè)計(jì)越來(lái)越重視，所以做好房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)工作，保證房屋具有良好的抗震能力，就是保障人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，對(duì)于這樣的工作，設(shè)計(jì)人員絕對(duì)不能懈怠，要時(shí)刻保持科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，正確認(rèn)識(shí)到房屋建筑抗震設(shè)計(jì)的重要性，采用科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案，為房屋的抗震能力的提高提供有利的保障。 

　　參考文獻(xiàn)： 

　　[1]張映超.淺談房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)[J].科技風(fēng)，2011，（13）：37-39 

　　[2]王勉.談房屋建筑結(jié)構(gòu)中的抗震設(shè)計(jì)要求[J].山西建筑，2012，（9）：38-39 

　　[3]劉大凱.房屋建筑結(jié)構(gòu)中的抗震設(shè)計(jì)分析[J].城市建設(shè)理論研究，2013，（24）：29-31