房屋建筑结构抗震设计分析

房屋建筑结构抗震设计分析
随着建筑物越来越高，体型变得越来越复杂，建筑结构的抗震设计也变得更有挑战性。

本文结合工作实践，主要探讨建筑结构抗震设计中结构抗震设计的方法总结和发展。

标签：建筑结构；抗震设计；概念设计
引言
中国是地震发生最频繁的国家，根据过去一百年的统计，约三分之一的地震发生在中国，因地震而造成的死亡人数更是占了全球的将近一半。

所以在房屋建设的过程中，要加強对抗震技术的设计，对于地震所带来的危害要有预防措施，有效的减少地震给建筑带来的危害，保证人们的生命财产安全。

1 关于建筑结构抗震概念设计的概述
概念设计指的是能够解决建筑、材料、构造等各个方面的总体方案或者总体策划，其目的是为了能够让建筑物体达到设定的抗震性能。

概念二字，指的是建筑抗震设计师自身所拥有的力学知识、专业知识、丰富的设计经验以及经过实践证明的研究成果。

我国结构计算理论经历了经验估算、容许应力法、破损阶段计算、极限状态计算，到目前普遍采用的概率极限状态理论等阶段。

现行的《建筑结构可靠度设计统一标准》则采用以概率理论为基础的结构极限状态设计准则，以使建筑结构的设计得以符合技术先进、经济合理、安全适用的原则。

地震具有随机性、不确定性和复杂性，要准确预测建筑物所遭遇地震的特性和参数，目前是很难做到的。

且在结构分析方面，由于未能充分考虑结构的空间作用、非弹性性质、材料时效、阻尼变化等多种因素，也存在着不确定性。

因此，结构工程抗震问题不能完全依赖“计算设计”解决。

应立足于工程抗震基本理论及长期工程抗震经验总结的工程抗震基本概念，从“概念设计”的角度着眼于结构的总体地震反应，灵活运用抗震设计准则，全面合理地解决结构设计中的基本问题，既注意总体布置上的大原则，又顾及到关键部位的细节构造，从根本上提高结构的抗震能力。

2 建筑场地的选择
地震的发生会使建筑物遭到严重的破坏，地震中的地质运动会直接使建筑结构发生破坏，而且地质条件也是建筑物破坏的一个原因。

所以在抗震的预防中，需要对建筑工程的场地做好认真的选择。

（1）应选择对抗震比较有利的地理条件，比如地势开阔、地质坚硬的土地，这样在地震的过程中，地基土的沉陷程度就会小一些，就会有效的阻止建筑物的坍塌现象。

（2）避开对抗震不利的地段，比如地质较软、容易液化、河岸和山坡边缘以及状态明显不均匀等地段。

如果建筑物建设在上述地段，一旦发生地震，建筑物就会遭到严重的破坏，甚至是倒塌。

当然在无法避开的情况下，也要采取有效的抗震措施。

（3）不应该在危险的地段建造房屋建筑物，危险地段就是指在地震中可能发生滑坡、泥石流、地陷等自然灾害并发的地段，那样就会加大地震对房屋的破坏程度。

另外，建筑场地土的刚度大小和土的覆盖层的厚度也是影响建筑物受震害的主要原因。

大量的研究调查表明，土质越坚硬，被盖层越薄，建筑物受震害的程度就会越小，反之则会越重。

3 地基和基础设计
（1）为了全面的加强房屋建筑整体的刚性，增强建筑整体结构的抗震性。

在房屋建造的过程中，同一个建筑单元不能够建设在不同性质的地基上，也不能够采用不同的方式，要么就全部采用天然地基的方式，要么就全部采用桩基方式，不能一半采用天然地基，一半采用桩基。

（2）房屋建筑物的基础的埋置要有一定的深度，埋置过浅就会使建筑物的嵌固作用减小，从而使建筑物在地震中的振幅增大，极易发生震害。

所以，在对建筑物的基础进行埋置时，要尽可能的增加埋置的深度，同时做好基槽的回填和夯实工作，使回填土与基础的侧面发生紧密的接触，更好地提高地基的稳定性。

（3）基础和上部建筑构成了房屋建筑的整体，为了加强两部分建筑之间的整体性，基础在室外的地坪下不宜做内外交圈的基础圈梁。

同时为了使上部结构与基础之间的连接更加的牢固，就要把上部结构的构造柱钢筋插入到基础的圈梁中。

当地基的土质刚度不强时，还应该在基底的底部布置圈梁。

4 建筑设计和建筑结构的规则性
4.1 房屋的高度和宽度
影响房屋抗震程度的并不是单纯的高度或者是宽度，而是房屋的高宽比。

房屋建筑物的高宽比越大，在地震的作用下建筑物所受到的震害也就越大，侧移以及倾斜程度就会越严重，而且高层房屋建筑的破坏性会随着层数的增多而增加。

所以为了满足房屋建筑的抗震要求，要对结构采取限高、限层的制度，在建筑设计的过程中，根据房屋建筑自身的实际情况，最大限度的满足房屋抗震要求的高宽比，对房屋的层数和高度做出合适的调整。

4.2 房屋建筑的结构体系
在对房屋建筑结构的设计中，要尽量的使结构的刚度和质量分布的均匀，而且使建筑的平面和立体结构呈现规则的感觉。

如果平面设计的过于复杂，就会使
质量和刚度分布的不均匀，在发生地震时，就会使建筑物发生严重的扭转现象，加重地震对房屋的破坏。

另一个影响抗震效果的因素就是结构的整体布置，不规则的房屋，在地震中更容易发生扭转，而且如果采用的是错落的立面，也会由于高度过高而产生“鞭稍效应”。

4.3 防震缝的合理处理
对于结构不规则的房屋建筑，要在适当的位置设置防震缝。

在布置防震缝时，要把房屋建筑分隔成规则并且相互独立的单元结构，而且防震缝两边要有足够的宽度，防震缝两侧的上部结构应该完全的分开，防震缝要沿着房屋的高度设置并且两侧都应该布置墙体。

4.4 纵横墙的分布
在房屋建筑物中，最主要的承重构件就是墙体，墙体在地震中很容易产生裂缝甚至是倒塌，所以要对纵横墙进行合理的配置。

在对房屋进行设计时，要使横墙和纵墙分布均匀，共同承担房屋的重量。

房屋的刚度在很大程度上是由墙体的数量决定的，如果承重的墙体少，墙体之间的间隔就会比较大，这时房屋的刚度就会比较弱，抗震能力也就比较差。

所以要对横纵墙进行合理的布置，提高房屋建设抗震的整体水平。

4.5 建筑悬挑梁梁高度选用
有一些建筑结构设计人员经常对梁饶度计算这一环节进行忽略，在对建筑物进行正常使用这一状态下，梁高的选用往往都比较小，这也就造成了建筑物梁截面受压区应力过高，梁截面受压区也就产生了非线性的徐变。

如果我们进一步发展挑梁变形，梁支座的截面上部的受拉区也就经常会出现一些竖向裂缝，这些竖向裂缝的跨度也就比较大。

受到了支座附近剪弯作用影响，竖向裂缝也就不断的向下延伸，进而成为了斜裂缝，这时，建筑物的梁也就已经接近了毁坏的程度，建筑物裂缝在梁支座位置的斜向延伸，那些靠近上部的缝宽度也就越大。

5 砌体结构中的圈梁和构造柱的布置
圈梁对于减轻震害有着极大的作用，无论是地基中的圈梁还是墙体中的圈梁。

圈梁能够使墙体之间的连接更加的牢固，有效的增强房屋建筑的整体性和稳固性，也可以在一定程度上阻碍墙体裂缝的产生，同时还能够阻止建筑地基的不均匀沉降而使结构遭到破坏。

构造柱的设置也对房屋建筑的抗震有很大的作用，构造柱的设置能够提高墙体的抗剪能力，同时能够增加结构的变形能力，使结构在较小外力的作用下只是发生变形，而不影响结构的整体稳定。

在房屋建筑的特性保持不变的同时，构造柱的数量要根据《抗震规范》来进行设置，但是在墙体交叉的地方，都要设置构造柱，这样就会使墙体的材料从脆性向着延性发展。

6 结语
由于近几年地震次数不断增加，人们也加大了对房屋抗震设计的关注，房屋建筑的抗震技术已经成为了当前建筑设计中最主要的技术。

首先要加强对建筑的选址，尽量选择有利于抗震的地段进行房屋的建造，加强地基的施工质量，如果地基土质比较软的情况下，还应在基底布置圈梁，同时严格的控制房屋的高宽比和房屋的整体结构，减少房屋由于地震作用发生扭转的现象，最后要有效的减轻房屋的重量，使房屋建筑达到抗震设计的要求。