房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震設(shè)計(jì)的應(yīng)用

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摘要：地震災(zāi)害不但嚴(yán)重威脅人們的生命和安全，還會(huì)給各種建筑的正常使用帶來挑戰(zhàn)。因此有必要通過建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)來提高建筑結(jié)構(gòu)的延展性、剛度和強(qiáng)度，從而有效提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震水平，減少地震災(zāi)害對(duì)人們?cè)斐傻膿p失。本文旨在通過解釋房屋建筑設(shè)計(jì)的特征并對(duì)其進(jìn)行深入分析，提出了一系列有效的地震設(shè)計(jì)策略，將其用于改善現(xiàn)如今的房屋建筑結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步確保建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。希望可以為這一領(lǐng)域的相關(guān)工作起到參考作用。

關(guān)鍵詞：抗震設(shè)計(jì)；房屋建筑；應(yīng)用

為了避免地震災(zāi)害造成的巨大損失，應(yīng)不斷提高房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)質(zhì)量及施工質(zhì)量。在規(guī)劃現(xiàn)有房屋建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，必須加強(qiáng)防震構(gòu)造設(shè)計(jì)，以改善房屋建筑的抗震特性，并有效減少地震造成的經(jīng)濟(jì)損失和人身傷亡。

1在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的重要性

1.1保證人們的生命財(cái)產(chǎn)安全

工程機(jī)械行業(yè)正在不斷崛起，大量建筑物的建設(shè)規(guī)模和建設(shè)數(shù)量都在很大程度上提高了很多。房屋建筑結(jié)構(gòu)的陸續(xù)建成，為人們的生產(chǎn)生活創(chuàng)造了一個(gè)穩(wěn)定的場(chǎng)所。但如今的建筑行業(yè)中，一些建設(shè)單位為了不斷提高自身的經(jīng)濟(jì)效益而偷工減料，這常常導(dǎo)致建筑物不符合抗震設(shè)計(jì)的要求。除此以外，由于現(xiàn)如今人們的生活比較安逸，地震災(zāi)害發(fā)生也不是特別頻繁，因而就認(rèn)為地震離我們很遠(yuǎn)。因此，大多數(shù)人只在乎房屋建筑的位置和美感，而沒有足夠重視其承受自然災(zāi)害的能力。上述這兩個(gè)原因同時(shí)導(dǎo)致了我國抗震房屋設(shè)計(jì)工作的落實(shí)不到位，在這種情況下，地震必將對(duì)人們的生命和財(cái)產(chǎn)構(gòu)成威脅。因此，我們應(yīng)該對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗地震設(shè)計(jì)給予足夠的重視，從而提高建筑物抵抗災(zāi)害的能力[1]。

1.2營造良好的生活氛圍

良好的社交氛圍可以促進(jìn)社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，并提高人們的幸福感。從某種意義上說，地震房屋的設(shè)計(jì)在構(gòu)建和諧社會(huì)中起著積極的作用。當(dāng)發(fā)生地震時(shí)，房屋建筑的良好抗震性能可以減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。這樣，人們可以及時(shí)擺脫自然災(zāi)害的陰影，盡快恢復(fù)正常的生產(chǎn)生活，這為人們營造了良好的生活氛圍。因此，好的抗震工程不僅可以提高人民群眾的生活質(zhì)量，而且可以在宏觀上影響社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步[2]。

2房屋建筑抗震設(shè)計(jì)的基本原則

2.1整體合理性原則

要進(jìn)行房屋建筑物的抗震設(shè)計(jì)工作，首先必須確保結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)保持整體合理，并嚴(yán)格遵守建筑物的抗震設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，以確保建筑物總體設(shè)計(jì)的科學(xué)合理性。在此過程中，抗震設(shè)計(jì)應(yīng)具有其自身的特點(diǎn)。在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)結(jié)合房屋建筑結(jié)構(gòu)周圍的環(huán)境特征來設(shè)置不同的抗震設(shè)施?？拐鹪O(shè)計(jì)規(guī)劃應(yīng)充分考慮建筑物的總體規(guī)劃方案，進(jìn)行建筑物具體的結(jié)構(gòu)規(guī)劃設(shè)計(jì)，以確保建筑物的安全性，從而有效提高居民的生活質(zhì)量。

2.2簡(jiǎn)化原理

房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)越簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)高層結(jié)構(gòu)時(shí)的抗震性能就越好。與復(fù)雜的土木工程系統(tǒng)相比，簡(jiǎn)單的建筑結(jié)構(gòu)可以提高靜態(tài)計(jì)算的準(zhǔn)確性，有效簡(jiǎn)化房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震工程施工內(nèi)容。同時(shí)，還可以減少地震力對(duì)結(jié)構(gòu)的負(fù)面影響，并確?？拐鸾Y(jié)構(gòu)的質(zhì)量[3]。

3抗震設(shè)計(jì)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

3.1建筑物的高度寬度設(shè)計(jì)

因?yàn)榻ㄖ锔叨鹊谋壤c地震期間出現(xiàn)的破壞程度密切相關(guān)。發(fā)生地震時(shí)，建筑物不可避免地會(huì)晃動(dòng)。如果建筑物本身的高度較高，則其上部出現(xiàn)的晃動(dòng)問題會(huì)更嚴(yán)重。如果建筑物的寬度減小，則其長(zhǎng)細(xì)比會(huì)增大，晃動(dòng)幅度也會(huì)增加。因此，地震中建筑物的高度、寬度設(shè)計(jì)直接決定了地震發(fā)生后建筑結(jié)構(gòu)的損壞程度。因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)建筑物的結(jié)構(gòu)時(shí)，規(guī)劃人員可以通過智能管理建筑物的布局，并通過有效降低建筑物的長(zhǎng)細(xì)比達(dá)到降低地震造成的損壞風(fēng)險(xiǎn)這一目的。

3.2柔性結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

由于強(qiáng)烈的地震破壞力，建筑結(jié)構(gòu)容易變形。在這一問題上，即使建筑結(jié)構(gòu)具有良好的材料穩(wěn)定性，建筑結(jié)構(gòu)也會(huì)在短時(shí)間內(nèi)倒塌。因此，為進(jìn)一步延長(zhǎng)斷裂時(shí)間，建議將柔性結(jié)構(gòu)用于結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)。柔性結(jié)構(gòu)是一種不受剛性角限制的用柔性材料建成的結(jié)構(gòu)，其抗拉能力、抗彎能力、抗扭能力、抗剪能力及抗壓能力都非常好。如果在使用了柔性結(jié)構(gòu)的情況下，且其外部負(fù)載不是很高，則可以在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)保持整個(gè)房屋建筑結(jié)構(gòu)的平衡。另外，其在施工過程中不會(huì)產(chǎn)生過大的應(yīng)力，可以使用適當(dāng)?shù)淖冃砸种撇牧辖M合來延長(zhǎng)房屋建筑結(jié)構(gòu)的破壞時(shí)間。

3.3防震縫設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)人員必須根據(jù)防震原理完成抗震結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。不符合設(shè)計(jì)要求和建筑標(biāo)準(zhǔn)的建筑物必須根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行抗震連接?？拐疬B接可以分解建筑物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并且建筑物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為幾個(gè)獨(dú)立的單元。間隙的兩側(cè)應(yīng)提供適當(dāng)?shù)膶挾龋源_?？拐鹆芽p是獨(dú)立的，并且不會(huì)與結(jié)構(gòu)分開。發(fā)生地震時(shí)，防震縫可以有效減少地震引起的建筑物強(qiáng)度不均等問題。

3.4墻體設(shè)計(jì)

在房屋建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生地震時(shí)，建筑物的墻壁受災(zāi)最大。地震后，墻易開裂，嚴(yán)重時(shí)甚至可能倒塌?？梢哉f，墻壁的結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中占有重要地位。為了增強(qiáng)設(shè)計(jì)效果，設(shè)計(jì)師必須單獨(dú)設(shè)計(jì)墻壁結(jié)構(gòu)。縱向和側(cè)壁設(shè)計(jì)必須滿足地震設(shè)計(jì)的基本要求，以便有效控制地震設(shè)計(jì)的質(zhì)量。除了墻體設(shè)計(jì)的總體概念和結(jié)構(gòu)方案之外，設(shè)計(jì)人員必須非常注意設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)。只有這樣，才能保證在發(fā)生地震時(shí)，墻壁不會(huì)受到損壞。值得注意的是，在地震的影響下存在橫向位移。設(shè)計(jì)人員必須考慮到眾多因素，有效把握設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性，并提高可操作性，從而減少地震對(duì)墻結(jié)構(gòu)的負(fù)面影響。

3.5正確設(shè)置縱墻和橫墻

在發(fā)生地震時(shí)，房屋建筑物的縱墻和橫墻會(huì)受到地震力的破壞，導(dǎo)致建筑物破壞或倒塌。如果將縱墻用作承重墻，則在受到強(qiáng)烈沖擊時(shí)通常會(huì)影響建筑物的穩(wěn)定性，更嚴(yán)重的情況是建筑物被直接摧毀。因此，正確設(shè)置建筑物的縱墻和橫墻非常重要。除了正確設(shè)置縱墻和橫墻之外，在建筑物的交界處建立支柱或增加鋼筋數(shù)量也是增強(qiáng)房屋建筑結(jié)構(gòu)剛度和穩(wěn)定性的有效途徑。

3.6位移剛度

位移是地震期間建筑物經(jīng)常發(fā)生的問題，它反映了建筑機(jī)械結(jié)構(gòu)的合理性和平衡性。位移現(xiàn)象越嚴(yán)重，就說明房屋建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量越低。為了提高建筑結(jié)構(gòu)的地震安全性，要注意位移剛度。由于地震荷載的動(dòng)態(tài)特性不可預(yù)測(cè)，因此無法預(yù)測(cè)位移現(xiàn)象的特性，但可以將其大致分為橫向位移和水平位移兩個(gè)方面。因此，結(jié)合設(shè)計(jì)過程中的這兩種位移，我們需要注意墻基礎(chǔ)和下層之間的連接是否足夠，例如要確認(rèn)連接的深度和連接的高度是否達(dá)到相關(guān)要求。

3.7屋頂結(jié)構(gòu)

在現(xiàn)代家居設(shè)計(jì)中，住宅建筑屋頂結(jié)構(gòu)的質(zhì)量與整體房屋建筑的穩(wěn)定性密切相關(guān)。具有良好結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的建筑物在發(fā)生地震時(shí)受到的影響相對(duì)較小，人們的生命和財(cái)產(chǎn)受到損失的可能性也比較小。因此，為了提高建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，必須采取有效措施來進(jìn)行房屋結(jié)構(gòu)的改善。這樣的屋頂建筑工作一方面可以滿足技術(shù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，另一方面還可以有效避免“屋頂花園”這一現(xiàn)象的發(fā)生。

3.8正確設(shè)置圈梁和構(gòu)造柱

在房屋建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員必須合理設(shè)計(jì)圈梁和構(gòu)造柱以確保建筑物的整體性和安全性，從而提高建筑物的使用壽命。圈梁的安裝對(duì)于提高建設(shè)項(xiàng)目的抗震能力具有積極作用。首先，圈梁將建筑物的不同部分組合為一個(gè)單元，這完全影響了各個(gè)組件上的地震荷載。發(fā)生地震時(shí)，圈梁的存在可以有效抑制預(yù)制板的擴(kuò)散，并防止建筑物被破壞。其次，圈梁的存在明顯增加了墻壁的抗剪強(qiáng)度，并有效地防止了墻壁開裂。即使墻壁開裂，裂縫也不會(huì)擴(kuò)展，最終只會(huì)造成結(jié)構(gòu)表面發(fā)生變化。例如，由于地震引起的沉陷和裂縫等會(huì)嚴(yán)重?fù)p害房屋的穩(wěn)定性這種問題，圈梁的合理設(shè)置就可以簡(jiǎn)單地解決這個(gè)難題。

3.9抵抗水平荷載

抵抗水平荷載的大小是決定建筑結(jié)構(gòu)抗震性能的重要因素。因此，在規(guī)劃建筑結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)考慮建筑結(jié)構(gòu)的水平荷載，建筑結(jié)構(gòu)抵抗水平荷載的穩(wěn)定性與結(jié)構(gòu)的剛度有關(guān)。通過使用某些方法，可以模擬地震中的房屋建筑結(jié)構(gòu)的破壞過程和破壞情況，然后計(jì)算整個(gè)結(jié)構(gòu)的剛度，相應(yīng)地調(diào)整結(jié)構(gòu)形狀以補(bǔ)償剛度缺陷并進(jìn)行重復(fù)測(cè)試，最后確保建筑物可以承受水平負(fù)載并改善房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。

4結(jié)語

綜上所述，不難看出改善建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，可以有效減少地震造成的破壞，確保人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。因而有關(guān)專業(yè)人才在進(jìn)行房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)過程中，有必要嚴(yán)格按照一定的規(guī)則進(jìn)行抗震規(guī)劃，全面提高房屋建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，進(jìn)而大幅度提高房屋建筑結(jié)構(gòu)的總體穩(wěn)定性和安全性。只有做到以上幾點(diǎn)，才能有效提高房屋建筑結(jié)構(gòu)的整體質(zhì)量，才能在行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)上形成一種良性競(jìng)爭(zhēng)，才能為建筑業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1]馬云鹍．建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]．城市建設(shè)理論研究（電子版），2018（23）：67．

[2]陳東海．房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用分析[J]．城市建設(shè)理論研究（電子版），2018（22）：150．

[3]陳晶晶，王呈志．建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中抗震設(shè)計(jì)研究[J]．建材與裝飾，2018（34）：66-67．

作者：肖凱峰 單位：黑龍江工商學(xué)院