抗震設計在房屋建筑結構設計中的應用

陳昊

吉林省輕工業設計研究院 吉林長春 130000

抗震設計在建筑工程結構設計中占據著重要的位置。首先，能夠完善工程結構的抗震性能。工程人員可采取切實可行的技術手段，增強建筑工程結構承受地震作用的能力，從而維持工程結構的穩定性和安全性。其次，有助于提高建筑工程結構整體剛度。在工程設計中，建筑工程結構的剛度存在十分明顯的不足，這也是其在地震作用下產生變形或塌陷的主要因素?？拐鹪O計中，設計人員需根據工程實際采取多種措施增加結構剛度，強化抗震能力。最后，建筑工程抗震設計也可減輕地震對建筑工程結構的負面影響，以削弱地震災害對社會的不利影響。

1 對抗震結構設計理念的思考

1.1 設計作用

設計人員在對建筑結構進行設計過程中需要關注多種因素的影響，從整體角度思考制定提升結構設計水平的路徑，在投入更多精力基礎上滿足人們提出的抗震結構設計需求。因為抗震設計包含的因素比較多，所以在結構設計時應該對地震結構進行多元分析，也要在材料性能基礎上提升結構設計的科學性。這樣能提高建筑結構設計的合理性，圍繞實際情況提出針對性的設計措施，通過對傳統結構進行優化設計以提升抗震性能。以此在建筑材料科學運用的基礎上保障抗震結構設計的科學性，圍繞本地區的地質災害情況與抗震性能進行建筑結構的優化設計，在滿足抗震設計技術標準基礎上給人們帶來更加安全的居住環境[1]。

1.2 基本原則

在建筑結構設計過程中應該堅持整體性原則，設計人員需要從建筑整體出發進行抗震設計，讓建筑結構可以滿足人們提出的安全居住需求。只有保障建筑結構整體性能滿足人們提出的居住或者是使用需求才能保障結構設計的質量，在先進理念支持下進行多樣化的抗震設計，在滿足人們對建筑設計需求基礎上推動建筑行業的優化發展。同時在進行抗震設計時需要關注結構剛度原則，立足雙向傳導提升結構設計的合理性。設計人員在進行建筑結構設計時應該思考結構剛度，重視通過多種技術與建筑材料運用針對性控制結構變形，也能通過保障結構剛度提升建筑抗震設計的實際水平。這樣能在各項因素分析與資源運用基礎上推動抗震設計的有序落實，保障結構剛度能與建筑抗震能力相匹配，在科學控制結構抗震壓力基礎上提升結構設計的有效性[2]。

2 建筑工程結構抗震性設計的基本原則

2.1 簡單化原則

在建筑工程結構設計中，結構形式越簡單，計算簡圖越明確，地震作用傳遞途徑也越直接。與復雜的建筑結構體系相比，簡單的建筑工程結構體系可增加力學計算的準確性，從而有效平衡項目結構設計，最大限度地避免結構設計過于復雜度高所引發的設計不全面問題。同時，建筑形體的規則性還可減少地震災害對建筑結構的負面影響，弱化地震作用過程中的力學傳遞效果，優化建筑的抗震性能。

2.2 抵抗性原則

為有效加強建筑工程結構在地震作用下的穩定性和安全性，應在結構體系設計中全方位考慮地震作用。為此，設計人員在工程結構設計期間，要建立相對科學和完善的抗震體系模型，確保發生地震災害時，建筑結構依然能夠保持相對穩定性，抵御地震災害的負面作用，也可充分展現模型的預防性作用和優勢。上述工作也是建筑結構抗震設計中的重點內容。為加強結構的穩定性和安全性，要求合理設置抗震能力，且抗震性能設置不宜過大，需保障其自身結構體系力學的平衡性效果[3]。

2.3 合理性原則

科學合理的結構布局可以有效抵御地震作用時造成的沖擊力，提升建筑的抗震能力。因此，在工程結構抗震設計中，設計人員要從結構的整體特點入手，將在地震作用下可能首先發生位移或形變的建筑部位找出來，并對導致這一部位出現形變的原因進行分析，找出設計不合理之處，進而對現有的結構布局進行優化和調整。然后再次重復同一的實驗，直至整個布局受力平衡且無明顯變形或形變位置為止。建筑結構抗震設計中，遵循合理性原則，可對建筑結構形態、連接部位特征以及受力情況等進行綜合分析與考量，合理調整結構性能參數，科學選擇材料設備，提高建筑結構設計質量，降低地震災害對建筑的影響，減少坍塌問題的產生。

3 抗震設計在建筑結構設計中的應用

隨著社會經濟發展速度的加快，人們對生活質量的要求越來越高，建筑作為生活及工作中的重要組成部分，人們對其要求也在逐漸提升。若想切實的保障建筑工程的施工質量，則就需要切實的做好建筑結構設計工作，并在其中融入抗震設計內容，一方面避免建筑建立在危險區域的可能，另一方面對建筑結構進行優化調整，對其性能及受力狀態進行重新設計，以提升建筑強度、承載性能，提高建筑整體的穩定性和安全性[4]。

3.1 科學選址

建筑抗震結構設計中，建筑選址尤為關鍵，雖然突發的地震災害可能使建筑物轟然倒塌，但科學合理的地理位置也可顯著提高建筑物的抗震能力。在發生地震災害時，建筑結構可能產生明顯的移位現象。不同結構和不同性質的土體上，位移的程度也會存在較大的差異。如建筑結構設置于無法滿足工程建設要求的土體上，不僅不利于完善建筑結構的性能，而且也會加大建筑物坍塌的風險。

為此，在建設項目選址的過程中，要以可有效控制地震作用影響的地區為首選，并全方位考量附近地形和地貌概況，將工程建設在平坦開闊的區域，注重建筑物周邊土體的密實度和穩定性，進而承受不同的荷載組合。若無法避開不利地質區域，設計人員可以發揮自身的專業優勢和技術優勢，采取切實可行的改進措施，根據建筑的抗震能力，采取有效的地基基礎設計和加大上部結構剛度的措施，最大限度地減少地震災害對建筑結構的負面影響。

3.2 設置多道抗震防線

在建筑物抗震設計的過程中，設計人員應根據實際設置多道抗震防線，采取該設計模式可控制地震對建筑物的不利影響。在建筑結構設計中，應在抗震體系中應用延性優勢較為明顯的構件，這也是建筑結構抗震的第一道防線?；蛘咭部稍O置多種其他的建筑構件，形成第二和第三道防線。發生地震災害時，如第一道防線受損，則可充分利用其他防線的作用和功能承受地震災害所帶來的沖擊，為人們的生命財產安全提供有力保障。多到抗震防線的設置也能夠消減地震作用力對建筑結構的威脅，尤其是對高層建筑的威脅，保證建筑在地震災害中的穩定性，降低危險系數，減少對居民及周邊環境的連帶影響。

3.3 合理布局，控制地震能量

采取減少地震作用的方法可有效減輕地震災害對建筑結構造成的負面影響。為嚴格控制地震災害產生的能量，在建設土木工程結構的過程中，還需認真分析建筑物位移動作的影響因素，且在結構設計的過程中注重因素的合理預測與定量分析，以期在結構設計的過程中減弱地震震動產生的能量。同樣重要的是，發生地震時，為嚴格控制建筑物可能出現的破損和變形問題，需認真分析和設計建筑底部位置的塑性變形，這種方法在地質硬度較高的土木工程建設中具有十分顯著的優勢。在設計過程中，工作人員應將結構間的關系及力傳導方向等進行思考和分析，合理利用結構間的協作關系，實現對地震能量的消減和把控，降低地震能量波集中傳導對局部建筑結構帶來的影響和威脅，保證建筑的質量。在力傳導分析中，要做好應力均衡劃分的思考，避免局部應力過大帶來的威脅，保證建筑結構的質量。

4 探討優化建筑結構設計的具體方案

4.1 從整體上優化方案設計

推動建筑結構設計工作的整體水平和質量，需要有關單位首先對建筑方案展開科學的優化設計。具體來講，可以從以下幾方面著手。第一，要科學分析統籌各項因素，全方位定位，要建立在整體的視角上，科學統籌各項資源和各類技術，確保建筑結構設計優化的方法能夠符合規范標準要求。第二，要做好原材料質量控制。要確保各個部件、各個材料質量合格，確保各個部件的功能符合標準要求，能夠正常、充分發揮。第三，要充分的分析和考量外部因素。有關單位要做好對建筑結構設計外部影響因素的有效控制，做好對人力、物力等方面消極因素的有效控制，嚴格排查出影響建筑結構設計的風險和隱患問題[3]。第四，要進一步簡化內部結構。由于房屋建筑內部結構很繁雜，在開展設計工作時很容易出現計算誤差的問題，造成房屋建筑建設成本增加，不利于開展成本控制工作。為此，有關單位需要合理控制影響因素，簡化房屋建筑結構設計方案。簡化建筑結構內容，需要按照建筑設計規范標準實施。以房屋抗震設計工作為例，設計人員要首先明確結構框架設計標準，按照力學原理，進一步提升結構的平衡性和穩定性，要有效簡化抗震設計的相關因素，減輕建筑物的抗震負載力，從整體上促進結構抗震性能的提升，并制定符合抗震設計要求的質量標準，在保證建筑結構承載力的同時，簡化建筑結構。

4.2 地基的優化設計

地基設計是房屋建筑結構設計的基礎性內容。在進行房屋建筑結構設計時，需要把地基的優化設計作為設計工作的關鍵。在開展設計工作之前，設計人員需要詳細、全面的考量地基的實際情況，做好科學的地質勘測，科學分析和計算地質承受力，還要堅持安全性原則，有序、安全、高效的落實好項目安全實施。項目負責人要肩負好自身的職責，全面、細致的分析地基結構設計的影響因素，并以此為依據做出科學預案，綜合考慮各方面影響地基設計的風險隱患，清晰、明確的梳理安全問題。在施工現場還要安裝防護設備。

4.3 優化剪力墻結構設計

為了進一步提升建筑結構設計的強度和抗震性能，有關單位需要高度重視剪力墻結構的設計，高效、廣泛的應用剪力墻。良好的剪力墻結構，能夠大大提升建筑結構的穩定性，減少事故問題產生的可能，提升建筑結構應對自然災害的能力，為人們創造更加安全的居住環境和生活環境?？茖W設計剪力墻結構，需要設計人員做好剪力墻重量的均勻分布，要確保建筑平面的剛度和房屋建筑各層的結構重點能夠保持一致。設計人員需要關注剪力墻的承重，關注剪力墻水平方向的相關問題，綜合考慮剪力墻的角度平衡的問題。在進行施工建設的過程中，設計人員還要結合項目建設的實際情況，綜合分析剪力墻的承受能力，科學計算相關數據，明確工程項目的實際需要，盡可能的提升剪力墻結構的強度、剛度和穩定性。

4.4 優化排水系統設計

設計人員在進行排水系統設計時，應當以強度、荷載力為依據，科學、有序的配置機械設備。特別要對地下室結構進行優化設計，要科學計算管道預留尺寸和深度，做好對建筑樓板鉆孔位置的管理，做好加固。設計人員還要提升對水平方向管線的關注度，盡可能的避免貫穿梁體的情況。如果一定要穿過承重墻，有關人員需要按照規范要求，細致、科學的進行加固處理，切實提升排水管網設計的科學性。

4.5 做好室內裝修設計

做好室內裝修設計，包括空間尺寸設計、建筑內家具尺寸設計、室內色彩設計、室內活動區域設置、休閑區域和游戲區域的設置。設計時，設計人員要充分考慮到用戶的實際需求，還要滿足人體工學要求，按照人站立、坐臥等的尺度科學展開之內裝修設計。設計人員還要善于利用自然能源，結合溫度、濕度等開展裝修設計，進一步節省能源消耗。

5 結語

現階段，我國的地震災害發生頻率顯著上升，為有效減輕地震災害對人們日常生活的負面影響，在建筑結構設計期間，務必高度重視結構抗震設計，分析和總結建筑結構設計中的過往經驗，將總結的經驗教訓應用于工程結構設計中，且做好建筑的防震縫設計、抗震墻體設計以及構件設計，以此提升建筑結構抗震設計水平，優化房屋抗震性能，加快現代建筑行業的前進腳步。