房屋建筑结构抗震设计分析

王 亮

(山西省第二建筑设计院，山西 长治 046000)



房屋建筑结构抗震设计分析

王 亮

(山西省第二建筑设计院，山西 长治 046000)

总结了房屋建筑结构的抗震设计目标与基本要求，简单介绍了其抗震设计原则，从防震缝、屋顶和墙体部分、立面和平面、施工场地四方面，分析了房屋建筑结构的抗震设计要点，确保房屋建筑结构的抗震性能。

抗震结构，防震缝，施工场地，建筑物

地震作为一种危害性巨大的灾害，会对房屋建筑造成毁灭性破坏，直接威胁到人们的生存环境，甚至造成人身事故发生。因此在房屋建筑设计阶段，需将抗震性作为重点对待，同时需根据地区地质环境、水文环境等科学设计，从而提高建筑结构的整体抗震性，降低地震灾害所造成的损失。基于此，下面对房屋建筑结构抗震设计的相关内容进行了总结。

1 房屋建筑结构的抗震设计目标与基本要求

1.1 抗震设计的目标

我国当前对房屋建筑的抗震要求可以用“三水准”概括，即“小震不坏、中震可修、大震不倒”，这一标准的具体解释为：以所在房屋建筑地的抗震设计烈度为标准，如果发生的地震低于此标准，房屋建筑保持完好，或不需要进行维修工作依然能够继续使用，则居民的居住安全不受影响，那么可采取的抗震结构应为弹性体系，同时可使用弹性反应谱进行分析；如果发生的地震强度与标准相当，在经过简单维修，或不需要进行维修工作依然能够继续使用，则建筑结构在受到地震影响后，会成为非弹性结构阶段，但是产生的结构变形或损坏仍能够保持在可维修的范围内；如果发生的地震强度高于此项标准，则其设计需保证建筑物不会出现坍塌，且需注意的是，其会出现变形程度较高的非弹性变形，但不影响建筑物内及周边人员及时撤离。

1.2 抗震设计的基本要求

在具体的设计工作中，设计人员首先需考虑水平荷载。一般来说，房屋建筑的高度和自身重力参数，以及楼面荷载呈现正相关关系，但需要注意的是，只要房屋建筑的高度确定，它的荷载参数就会成为一个定值，而一旦荷载参数处于不恒定状态时，就会直接影响到结构动力的差异性。除此之外，还包括结构延性因素、侧向唯一因素、轴向形变因素等，对于这些影响因素的把控，可有效提高房屋建筑的整体抗震性，同时对于设计人员来说，在结构方案设计中重点考虑这些因素，并正确处理各个因素之间的关系，可保证抗震设计性能最佳。

2 房屋建筑结构的抗震设计原则

2.1 竖向均匀性原则

保证房屋建筑结构的竖向均匀，可将受到的外力减少，起到一种缓冲作用，避免房屋因为外力冲击而出现扭曲。由此设计人员在对房屋建筑结构进行设计时，就要牢牢把握这一原则，对转换层的荷载进行均衡处理，同时还要设置相应的抗震缝，并对整体结构的比例进行合理控制。另外在建筑的内部空间设计中，还要保证内部墙柱间的连接一致性，以此可对地震所产生的能量进行吸收，从而减轻其带来的破坏力。

2.2 整体合理性原则

这一原则的重点在于建筑物各部分之间组合的科学性，且需在具体的组合上满足抗震性要求，只有房屋建筑结构整体合理有序，才可为抗震设计提供有力支持。其次对于房屋建筑结构的抗震性设计，还要保证其基础设置与相关规定相一致，实现地基基础的坚实稳固，保证其具有足够的承载力，与此同时，还要将结构的整体刚度和承载力进行有机融合，实现所受荷载的分担。

2.3 外观设计简单原则

通过对工程实际调查可知，对于房屋建筑结构的受力分析来说，它是技术性要求较高的一项工序，并且在具体开展上也具有一定难度。由此在对建筑物结构进行设计时，应尽可能地将其简单化处理，不能过于复杂，以便于为受力分担提供条件。其次在实际研究中也表明，结构简单的房屋建筑结构所受到的地震破坏会相对较小，而且在震后也较为容易修复和控制，所以说结构设计的简单化更能提高房屋建筑结构的抗震性。

3 房屋建筑结构的抗震设计

3.1 防震缝的合理设计

在房屋建筑结构的抗震性设计中，防震缝是必不可少的，它是提高建筑结构整体稳固性的重要保障。防震缝的设置要遵循科学合理的设置原则，即根据房屋建筑结构、建筑类型和建筑需求等进行具体分析。首先设计人员需把房屋进行独立开来，且在防震缝的两侧上部结构中也需将其完全分离，分离的目的是为了满足既定设计要求，实现和沉降缝、伸缩缝等之间的良好协调。其次需要根据房屋进行全高设置，设置的宽度要和房屋高度保持一致，大多数情况下，如房屋建筑结构高度在15 m以下，可采用100 mm宽，反之，则可在每增加一个梯度上，宽度增加20 mm，以实现防震缝和房屋整体结构的有效统一。

3.2 屋顶和墙体部分的设计

众所周知，房屋建筑结构的自身质量是否良好，会直接关系到它的抗震性能，两者之间是正相关关系，因此在结构设计中就要正确处理两者关系，并尽可能提高房屋质量，以此来带动整体抗震性的增强。在具体设计中，可选用质量较轻的建筑材料，减少无用的附加物，同时对于房屋的屋顶设计，也要考虑到这方面内容，在确保其具有够强的牢固性前提下，要尽可能地将其高度降低。

3.3 立面和平面设计

1)利于抗震建筑平面和立面布置的选择。抗震建筑平面和立面外形的选择要尽可能简单，且各平面形状应尽可能规则，因为外形规则的建筑面能够明确各部分的受力，且建筑结构在地震影响下，可对出现的各类反应进行受力分析，同时结构较为简单的平面，还会进一步降低设计难度，在进行结构架构时也更加容易。因此这类外型规则、结构简单的建筑面，对地震的抵抗能力更强，相反，如果建筑面的外形复杂、结构多样，会导致房屋建筑的应力集中，结构容易变形，使抗震性能受到影响。2)建筑的各面刚度与质量的分布。如果建筑刚度分布不规则，各处质量力过于集中，会导致建筑在地面平动分量的影响下，出现变形振动现象，危及建筑质量安全。因此建筑在设计时，要将各平面的刚度和质量力的分布尽可能规则平均，而一旦出现变化，要保证变化平均。以建筑竖向收进为例，在发生地震时，由于收进部位上下双方的不同性质，会导致双方之间的横隔层，也就是楼板出现应力变形，使凹角处的应力向竖直方向集中；又如隔震墙，在建筑物的底层往往会安装防震墙，以增强抗震能力，但由于抗震墙间有一定的间隔，因此会导致建筑物竖向出现不均匀，而建筑结构间的填充层设置不连贯或错层出现，会导致短柱的形成。另外在实际设计工作中，还要避免出现重心偏高、头重脚轻，以及立面结构不一致等问题，这些问题对抗震性的影响是直接的，而且一旦出现，一般很难修复，且不利于房屋建筑结构的整体抗震性的提高。

3.4 施工场地的确定

施工场地的选择是否合理，会在很大程度上影响到房屋建筑结构整体抗震性，甚至可以说是起着决定性的作用，并且建筑施工场地的不同，建筑物最后的抗震性也必然会有所差异，而且不同的场地环境，建筑物所受到的地震破坏力也是不一样的。据此对于建设人员来说，需将房屋建筑结构的施工场地重点对待，其最佳的位置应是在地势起伏小且开阔地区，避开断层交汇部位，以避免地震引起其他灾害发生。除此之外，施工场地的不同也会对后期的地基设计产生一定影响，从这一方面来讲，要想确保整个工程施工的顺利进行，就必须要处理好地基问题，保证施工场地的地基具有足够的荷载力，不会出现沉降问题。

4 结语

在进行房屋建筑结构的抗震设计时，设计人员要具有整体观念，从建筑结构设计的选址到工程设计，且对于抗震结构的设计考量要贯穿始终，因地制宜的找出最合适的抗震结构，确保房屋建筑结构的抗震性能。

[1] 王 勉，杜 文．谈房屋建筑结构中的抗震设计要求[J]．山西建筑，2012，38(25):45-46．

[2] 陈 军．关于房屋建筑结构抗震设计探讨[J]．江西建材，2014(18)：218-220．

[3] 吴敦旺．房屋建筑结构的抗震设计要求探究[J]．江西建材，2016(24)：191-192．

Analysis on seismic design of housing building structure

Wang Liang

(ShanxiSecondArchitecturalDesignInstitute,Changzhi046000,China)

This paper summarized the seismic design goals and basic requirements of housing building structure, briefly introduced its seismic design principle, from seismic joint, roof and wall, facade and flat, construction site four aspects, analyzed the seismic design key points of housing building structure, ensured that the seismic performance of housing building structures.

seismic structure, seismic joint, construction site, building

1009-6825(2017)17-0037-02

2017-03-10

王 亮(1982- )，男，工程师

TU318

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