抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用探讨

摘要：本文首先介绍了抗震设计在建筑结构设计中的重要性，分析了建筑结构抗震体系的合理选择。在探讨建筑设计过程中要考虑到的抗震设计基础上，研究了抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用。

关键词：抗震设计；房屋建筑；结构设计

1 抗震设计在建筑结构设计中的重要性

1.1是保护人民群众的生命财产安全的需要

人类社会在发展过程中，首先要解决的就是温饱与安全的需求，如据有关报道，在2008年的汶川地震的主震区内，完好的建筑几乎没有。除却地震本身的烈度较高，破坏性较强的原因之外，一个更重要的问题值得我们的深思，就是建筑结构的抗震能力非常差，一方面在技术水平上缺乏突破，另一方面一部分人受利益驱动，往往在施工过程中，存在偷工减料等行为，导致了建筑物抗震能力薄弱，加强建筑结构抗震设计的重要性，对于保护人民群众的生命财产安全不言而喻。

1.2 是促进建筑结构设计技术与理念的创新与发展的需要

以地震多发地区的日本为例，1880年横滨地震之后，日本成立了日本地震学会，1891年在浓尾地震之后，鉴于地震给建筑物造成的重大损害，日本成立了“震灾预防调查委员会”，开始着手进行抗震结构设计研究。经过近百年的发展，日本的建筑物结构抗震设计无论是在技术还是在理念上都处于领先的地位，但只解决了大部分问题，地震持续时间对震害的影响始终在设计理论中没有得到反映。

2 建筑结构抗震体系的合理选择

首先建筑结构体系，在地震的灾害中，应当避免因为部分结构或者是构件的破坏，从而导致的整个建筑结构丧失了抗震能力，或者是对重力荷载的承载能力。建筑结构抗震设计所具备的一个重要的设计原则就是，建筑结构本身应当具有十分必要的赘余度、以及良好的变形能力，和其具备的内力重分配的功能，在地震的过程当中，即使是有一部分的构件退出了工作，但是其余部分构件，应该仍然能够承担起竖向的荷载能力，且还要避免整体的建筑结构失稳。

建筑结构体系当中，其应当具备清晰而且明确的计算的简图，包括恰当而且合理的地震作用下的传递的路径。在抗震设计过程当中，竖向建筑构件的布置设计，就应当尽量使得竖向建筑构件，在垂直的重力荷载的作用下，压应力水平应当接近均匀；且其中的楼屋盖梁体系的布置，也应当尽量的使用垂直重力荷载，主要目的是以最短的路径来传递到竖向构件墙和柱的上面去；

建筑结构体系应当具有合理适度的强度和刚度。应当具有合理而且恰当的强度以及刚度分布，这是因为在抗震过程中，为了防止以及避免因为局部的削弱或者是突然的变形而形成薄弱的部位，并且对薄弱的部位产生过大的塑性变形集中或者是应力集中的现象；建筑的框架结构设计，应当使节点基本不遭到破坏，同时底层柱底的塑性铰应当形成的晚些，应当使柱、梁端的塑性铰出现得尽可能地分散；这对于震中可能出现的薄弱部位，应当及时采取适当的措施来提高抗震的能力。

3 建筑设计过程中要考虑到的抗震设计

3.1 形状设计

在建筑行业发展的新时代，很多方面都有所创新就建筑物思维整体外观而言亦是如此。由此有诸多样式的建筑外形出现，所以，在形状设计的过程中，需要对不同外形的不同特点予以充分考虑，不同的建筑外形，也会有不同的建筑特色和实际需求，施工单位应该加以充分考虑。通常情况下，凸凹形状的建筑体型，通常可以使建筑物的抗震性得到大大提升，然而在实际的建筑建设过程中，原有的常规形状的建筑物已无法满足现代化经济发展需求，所以，建筑物整体抗震性的提高，首先需要对建筑的形状进行科学、合理的设计。

3.2 建筑物的平面设计

在建筑物施工，平面设计是重要的环节，对建筑物日后的使用将起到决定作用。例如，分别作商务和居住用途的建筑物，它们在平面设计上必然存在很大差别，为了使使用需求得到进一步满足，就一定要按照用途，来对平面构造进行科学设计；另外，为了将抗震元素融入到平面设计之中，不仅要对施工材料的坚固性加以重点考虑，还需要对构架安装的合理性、内部各因素的协调性加以综合考量。要想完美地实现平面设计和抗震设计的结合，就对设计者提出了很高的要求，不但要工作经验丰富，要需要深入地研究审美观念和抗震技术，前提还得不对内部美观产生不利影响，在此基础上再确保抗震性能的最大化。

3.3 空间设计

为了使土地占有面积尽量减少，在现代社会中愈发流行高层建筑，如此就对建筑物的空间设计有了更严格的要求。通常说来，建筑物层数越低，稳定性就越高，受到地震的损害也就会越小；反之稳定性越差，受到地震的伤害也就越大。所以，融合建筑物的空间设计和抗震设计在一起，这样建筑物的整体抗震性才能得到保证。

4 抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用

4.1 场地和地基的选择

在场地选择前期，对该地域进行SWOT分析，通过对当地地震发生频率的统计和对地质情况的科学勘察，抗震建筑是否具有良好的抗震性能，地基的选择是关键。在选址之前搜集相关资料，综合分析评估，尽量避免地震多发地段，消除不利因素，如无法消除，则需运用科学合理手段将危险系数降到最低。若需建立高层建筑，并提高其地基的抗震能力，务必选择岩石基地亦或是密实度较高的基土作为地基，坚决避免软性地基土。针对跟理想地基有差距的建筑地基，需人工进行科学加固工作，尽可能符合相应标准。

4.2 建筑结构设计的规则性

建筑结构一般分为两种。在抗震建筑中，一般推崇规则的平面结构。规则性的构建结构布局，最大的关键点在于其优良的平衡性和均衡性。整体建筑受力均衡，最终保证了建筑的抗震性能，尽可能避免发生错位等现象。不规则的平面结构，虽有视觉美感，却容易在事发时，导致建筑结构中的刚心和质心发生交错，如果刚心距离足够大，构件的刚度就会受到影响，刚度不够的构件受力，容易发生侧移，力度较大的话很可能受力不足导致损坏，建筑随之发生坍塌事故。

4.3 屋顶建筑抗震设计

中国传统建筑屋顶修建较高，装饰较多，过于华丽的屋顶建设会对建筑的抗震性能造成很大的影响。此类设计极大地增加了建筑变形的可能性，提升了整體建筑的危险系数。低矮的屋顶可以保证屋顶的中心和建筑的中心处于垂直一线，在发生地震时，中轴线比较稳固，建筑整体受力相差不大，降低了抗侧力墙发生间断和扭转的可能性，中断地震作用之间的相互传递。可有效减轻地震的负面影响。因此，低矮的屋顶更安全系数更好，更具有良好的抗震功能。