淺析房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)

1、淺析房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì) 【摘要】近些年來(lái)隨著鋼筋混凝土等結(jié)構(gòu)在我國(guó)房屋建筑中的廣泛應(yīng)用，在某些特殊情況下出現(xiàn)的房屋質(zhì)量問題系數(shù)也在不斷增加。如果在地震發(fā)生時(shí)房屋如果未經(jīng)過合理的抗震設(shè)計(jì)，房屋地震作用下就會(huì)產(chǎn)生比較嚴(yán)重的破壞。因此在房屋建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，需對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震性能充分考慮。本文從我國(guó)房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的規(guī)定起筆，尋找出抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所采用的方法，對(duì)房屋建筑起到參考借鑒作用。 【關(guān)鍵詞】房屋建筑；結(jié)構(gòu)分析；抗震設(shè)計(jì) 1、房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī)定 在我國(guó)， 房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)一般分為特殊設(shè)防類、重點(diǎn)設(shè)防類、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類、適度設(shè)防類等四個(gè)類別，簡(jiǎn)稱甲、乙、丙、丁。在甲乙類建筑體系設(shè)計(jì)

2、中應(yīng)按高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度提高一度的要求加強(qiáng)其抗震措施，9度時(shí)應(yīng)按比9度更高要求采取抗震措施。而丙類建筑應(yīng)按本地區(qū)抗震設(shè)防確定其抗震措施。在丁類建筑中地震作用應(yīng)按本地抗震設(shè)防烈度確定，但抗震措施（6度除外）允許比本地抗震設(shè)防烈度的要求適當(dāng)降低。 在多層和高層現(xiàn)澆鋼筋混凝土房屋的結(jié)構(gòu)類型中，當(dāng)平面和豎向均不規(guī)則的結(jié)構(gòu)或建造于類場(chǎng)地的結(jié)構(gòu)出現(xiàn)時(shí)，適用最大高度應(yīng)適當(dāng)減少。在鋼筋混凝土房屋抗震等級(jí)的要求中，它的抗震設(shè)計(jì)一般要滿足，如果是框架部分承受的地震傾覆力矩大于結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的50%的話，那么它的框架抗震等級(jí)應(yīng)按框架結(jié)構(gòu)來(lái)定。另外當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固部位時(shí)，地下一層的抗震等級(jí)應(yīng)與上

3、部結(jié)構(gòu)相同，地下一層一下抗震構(gòu)造措施的抗震等級(jí)可逐層降低一級(jí)，但不應(yīng)低于四級(jí)。地下室中無(wú)上部結(jié)構(gòu)的部分，抗震構(gòu)造措施的抗震等級(jí)可根據(jù)具體情況采用三級(jí)或者四級(jí)。 2、抗震技術(shù)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 1） 房屋結(jié)構(gòu)水平和垂直布局設(shè)計(jì)。構(gòu)件的水平和垂直兩個(gè)方向上的合理布置，是房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)基礎(chǔ)性內(nèi)容，因?yàn)榭拐鹦阅芎艽蟪潭壬鲜軌Α⒅乃胶痛怪蔽灰频挠绊憽Ｋ?，在房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，要想提高其抗震性能，則應(yīng)當(dāng)遵循以下原則： 水平和垂直方向上的構(gòu)件都要簡(jiǎn)潔整齊，且其質(zhì)量與剛度的中心應(yīng)當(dāng)重合。在垂直方向的設(shè)計(jì)中，應(yīng)當(dāng)盡可能的使構(gòu)件的中心靠下，杜絕上重下輕的情況出現(xiàn)，同時(shí)嚴(yán)格控制其剛度和均勻性。 2）

4、提高房屋結(jié)構(gòu)整體抗震性的設(shè)計(jì)。a. 科學(xué)合理的選擇地基。地基的好壞是影響房屋結(jié)構(gòu)抗震性的基礎(chǔ)性因素，在設(shè)計(jì)初一定要經(jīng)過充分的調(diào)查研究，科學(xué)合理的選擇地基，特別注意避免地基的變形情況。b. 連續(xù)性設(shè)計(jì)。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要想提高抗震性能，應(yīng)當(dāng)保證房屋結(jié)構(gòu)在整體上的連續(xù)性，確保房屋的各個(gè)構(gòu)件的連接可靠，使房屋結(jié)構(gòu)是一個(gè)完整的整體，當(dāng)發(fā)生地震時(shí)，房屋依靠其結(jié)構(gòu)上的整體性，能有效的化解和分散地震產(chǎn)生的能量。c. 規(guī)則性設(shè)計(jì)。房屋結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中規(guī)則性對(duì)于抗震性的影響也很大，在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)最大可能的采用規(guī)則設(shè)計(jì)，憑借對(duì)稱性的結(jié)構(gòu)來(lái)抵御地震，避免一些損害。d. 減輕結(jié)構(gòu)重量。房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，我們應(yīng)當(dāng)最大程度的降低

5、其重量，減小房屋整體結(jié)構(gòu)對(duì)地基的壓力，緩解地震發(fā)生時(shí)所釋放的能量對(duì)房屋的沖擊作用。 3） 減小地震對(duì)房屋結(jié)構(gòu)破壞作用的設(shè)計(jì)。a. 隔震層。隔震層是減小地震對(duì)房屋破壞作用的有效手段。一般來(lái)說，隔震層都會(huì)安裝在地基與結(jié)構(gòu)主體的連接部分，使用諸如摩擦隔震元件和橡膠隔震支座等構(gòu)件，地震發(fā)生時(shí)能夠起到有效的緩沖作用，同時(shí)還能有效減小房屋內(nèi)部物體移動(dòng)、倒塌帶來(lái)的二次破壞。b. 反擺。反擺設(shè)計(jì)是一種比較新型的減少地震破壞作用的設(shè)計(jì)，目前還不是十分的成熟，一般設(shè)置在房屋結(jié)構(gòu)的頂部，當(dāng)發(fā)生地震時(shí)，反擺會(huì)產(chǎn)生阻尼運(yùn)動(dòng)，能夠減小地震所引發(fā)的房屋的加速度，使房屋結(jié)構(gòu)的震動(dòng)變小，從而降低地震對(duì)房屋結(jié)構(gòu)的破壞作用。 3、

6、房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)措施 3.1房屋建筑位置的選擇 房屋建筑位置的選擇在一定意義上來(lái)說決定著房屋質(zhì)量的好壞，一般地地震可以導(dǎo)致房屋建筑周圍地表變化，這樣就會(huì)造成地基的開裂，導(dǎo)致房屋出現(xiàn)問題。因此在地理位置的選擇上，設(shè)計(jì)人員要對(duì)房屋建筑進(jìn)行合理化選擇：如選擇開闊的堅(jiān)硬場(chǎng)地，考慮場(chǎng)地土的剛度大小和場(chǎng)地覆蓋層的厚度等。表1給出的是各類建筑物場(chǎng)地的覆蓋層厚度參照系數(shù)。 3.2 房屋建筑材料的選擇 一般來(lái)說，抗震性房屋建筑材料要選擇那些質(zhì)量?jī)?yōu)等的材料。要綜合考慮保暖、防火等多種因素的存在，比如良好的鋼、鋁合金結(jié)構(gòu)、木質(zhì)結(jié)構(gòu)及輕型復(fù)合材料等建筑材料作為主體材料。 3.3 選擇合適的建筑結(jié)構(gòu)體系 首先結(jié)構(gòu)體

7、系要滿足穩(wěn)定性，其次要與建筑結(jié)構(gòu)相配套。此外還要注意建筑物傳力途徑的明確性，同時(shí)又要注意受力計(jì)算的明確性，還要保障在建筑體系中不使用轉(zhuǎn)換層，這樣就會(huì)保障有地震發(fā)生時(shí)候避免建筑傾斜或局部受損等現(xiàn)象的發(fā)生。 3.4 做好底層框架抗震墻設(shè)計(jì) 鑒于我國(guó)的地震災(zāi)害多數(shù)發(fā)生在底層，一般突出表現(xiàn)為“上輕下重”的這樣一個(gè)現(xiàn)象，所以在設(shè)計(jì)時(shí)候要突出底層的墻體比框架柱重，框架柱又要比梁重。這樣的設(shè)計(jì)就會(huì)在發(fā)生地震時(shí)底層破壞的程度比房屋的底層輕得多。除此之外我們還要做到房屋的平、立面布置應(yīng)規(guī)則、對(duì)稱，同時(shí)還需要注意第二層與底層的側(cè)移剛度比要控制適中，要符合：底層框架抗震墻磚房第二層與底層的側(cè)移剛度比值在6度時(shí)不應(yīng)大

8、于3.0，當(dāng)在7度時(shí)不應(yīng)大于2.5，在8度時(shí)不應(yīng)大于2.0，在9度時(shí)不應(yīng)大于1.5；且均不應(yīng)小于1.0。 表 1 注：表中系巖石的剪切波速。 3.5 鋼筋混凝土框架抗震內(nèi)力設(shè)計(jì) 我們盡可能做到在地震作用下的框架呈現(xiàn)梁鉸型延性機(jī)構(gòu)，為減少梁端塑性鉸區(qū)發(fā)生脆性剪切破壞的可能性，對(duì)梁端的剪力適當(dāng)調(diào)整，使斜截面受剪承載力高于正截面受彎承載力，做到“強(qiáng)剪弱彎”。 在實(shí)際運(yùn)用中如不采取這個(gè)措施，柱端很可能比梁端先出現(xiàn)塑性鉸。因此適當(dāng)調(diào)整柱計(jì)算內(nèi)力并增大配筋，使塑性鉸首先出現(xiàn)在梁端，抗震性能較好。 結(jié)語(yǔ) 地震是人類生活面臨的重要的自然災(zāi)害，危及著人民的生命與財(cái)產(chǎn)安全。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須充分考慮抗震設(shè)計(jì)，并有采取適當(dāng)?shù)目拐鸫胧?盡最大可能確保房屋質(zhì)量，才能減少地震的危害。 但是我們?nèi)孕枰⒁獾氖?，?dāng)?shù)卣鹆叶却笥?度時(shí)，地震對(duì)房屋等建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，也只有在當(dāng)?shù)卣鹆叶仍谠O(shè)防范圍內(nèi)時(shí)，建筑結(jié)構(gòu)物相對(duì)完好。也就是說我國(guó)現(xiàn)行的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范有能力對(duì)地震烈度為78度以內(nèi)的地震進(jìn)行有效設(shè)防。 所以說地震設(shè)防能力相對(duì)很低的普通居民房坍塌毀損與人員傷亡所占的比例是極大的，對(duì)大型建筑結(jié)構(gòu)抗震深入研究的同時(shí)，應(yīng)提高對(duì)普通民房抗震能力的關(guān)注。 參考文獻(xiàn) 1 周定