抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用探析

路 发

（山西国建工程设计有限公司小店分公司，山西 太原 030000）

1 房屋建筑结构设计中常用的抗震设计类型

1.1 整体结构设计

在房屋建筑的结构设计中，最基础也是最重要的结构为建筑的整体结构，只有在各类材料能够满足要求的基础上，整体结构能够在地震力的作用下不被破坏。

整体结构设计中，主要研究建筑的钢结构，尤其是在框筒等结构中，对钢结构强度提出更高要求。强度最低的区域为钢结构中的各个节点，所以在整体设计中，要重点分析建筑钢结构上的各类节点受力情况，其中节点的弯矩要保持平衡，表达公式为，左右两侧分别代表这一节点在横轴和纵轴方向上的弯矩，在斜向地震力的作用下，两者之间的弯矩比为1.414：1。为更好研究斜向地震作用下该系统的运行质量，可以应用PATRAN&NASTRAN 有限元分析软件进行建模仿真工作，设定的参数为，框架的平面模型边长为300mm，整个框架有4 层，框架间距存在一定的差异，从最高层到最低层中，间距分别为180mm、250mm、180mm 和160mm，在第四层到第二层之间，采用的支撑性结构为空心柱，第一层为梁，其中梁结构的横截面积为20mm2，柱结构的壁厚为2mm，两个结构的强度比值为1.25。在后续的工作中，向最底层结构上施加斜向地震效果，分析各个节点的受力情况，发现各个节点的变形参数维持在一定区域时，则满足系统的承力要求。

1.2 伸缩缝结构设计

针对一些中大型房屋建筑结构，需要在系统中设计伸缩缝，防止地震过程中整个结构变形碰撞。伸缩缝结构并非适用于所有的结构，通常在大型建筑以及组合式建筑中能够被更好应用，所以在具体的研究和分析中，要从这一角度出发，合理配置系统中的伸缩缝。

1.3 隔震层设计

在当前的建筑设计中，一些大型建筑中会设置隔震层，降低地震力向建筑整体结构上的传导效果，隔震层的实际设计思路和方法有两个，其一为建成地基中的隔震层，常用的方法为在挖掘的基坑中填埋相关吸能材料，在地震发生后，这一结构能够降低地震能量向建筑主体结构的传导量，实现了对建筑结构的有效防护[1]。

其二为设置隔震支座，当前这一结构已经开发出了多种具体的技术形式，如铅芯隔震支座、滑移隔震支座等，对于一些大型的房屋建筑结构来说，会在各类桩体和地面建筑之间，按照该项技术的相关要求，完成对隔震支座的安装工作，进一步降低地震能量向建筑主体结构的传导效果。

2 抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用方法

2.1 钢结构设计

在钢结构的设计中，事实上要完成两种结构的设计，其一为建筑中各类框架结构中的钢结构，其二为各类钢筋混凝土构件中的钢结构，在具体的研究和分析中，要从这两个技术的角度出发，完成对所有钢结构的完善和优化工作。

对于建筑中的框筒以及框架设计来说，要重点分析当前这一结构的承力效果，同时在后续的工作中，可通过使用有限元分析软件提高系统运行质量。在本文的研究和分析中，要从这一角度出发，完成对整个系统的研究和分析工作，确定不同系统的应力云图，将相关要求和仿真结果对比。另外在这一工作的落实中，要研究当前开发出的节点结构承力效果，当前常用的结构有碗扣结构和盘扣结构，只有在所有的这类结构正常运行时，才可确定这类构件能够发挥应有作用。

其二为钢筋混凝土中的钢结构，在建模仿真中，要完成对整体结构的建模工作，该构件中的建模内容包括钢结构、混凝土等，分析地震情况下是否会解体现象。

2.2 伸缩缝设计

在伸缩缝的设计中，要在整个建筑体系中，不同的子系统之间设置伸缩缝，防止在地震力作用下，整个系统发生变形碰撞问题。在后续的研究和分析中，要求结构设计人员不但要能够了解建筑施工区域对抗震能力提出的要求，也要能够实现对整个建筑的设计和完善工作，以提高这一系统的整体运行质量[2]。

以乌鲁木齐机场为例，施工区域为Ⅷ度抗震等级，同时整个系统中的子系统数量众多，包括航站楼、交通中心、地下车库等，为防止发生建筑之间的碰撞作用，采用的方法为在该结构中设置伸缩缝，根据建模仿真工作的结果，确定航站楼和交通中心之间的伸缩缝参数为1200mm，其余系统的伸缩缝数值要根据具体的系统变形情况，落实具体的设计工作。

2.3 隔震层设计

事实上，在建筑结构的具体设计中，隔震层的设计是基于基坑的设计基础上完成的，在具体的设计中，要通过对各类建筑材料的选择、应用和优化，提高建筑基础的抗震能力。

在具体的设计中，首先确定基坑的各项参数，包括施工区域、基坑的长宽高参数、基坑中支护系统装配方法等，通过对这些项目的分析，确保基坑结构能够发挥基本作用。其次为隔震层的设计工作，要通过分析该区域的土质等参数，确定回填参数，如在某建筑的基坑设计中，发现该区域的土质为冻土，地层存在一定的沉降效果，为提高系统的运行质量，采用的方法为使用圆砾石回填，深度为7m，并且压实系数不低于0.97。最后为其余施工项目，包括基坑开挖中的排水、支护以及其余工作，确保建筑的基坑可以发挥应有作用。

3 结语

综上所述，在建筑结构的设计中，要确保抗震能力满足应有要求，需要关注的设计内容为建筑的整体结构、建筑伸缩缝结构和建筑的隔震层结构。在具体的研究和分析中，研究项目为相关区域的地震强度防范等级，在此基础上落实其余各项设计工作，以提高建筑的整体运行稳定性。