民用建筑結(jié)構(gòu)抗震理念設(shè)計解析

1、民用建筑結(jié)構(gòu)抗震理念設(shè)計解析 民用建筑結(jié)構(gòu)抗震理念設(shè)計解析 摘要：文章對地震對建筑的破壞作用、抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的原那么、抗震設(shè)計方法進行了探討。 關(guān)鍵詞：民用建筑 抗震 結(jié)構(gòu) 設(shè)計 中圖分類號： TU24文獻標(biāo)識碼： A 民用建筑包含有居住建筑與公共建筑，是我國的建筑中的主要形式。由于民用建筑和人類的生活密切相關(guān)，是日常生活中會經(jīng)常使用到的建筑形式，所以對民用建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計就顯得尤為重要。為使民用建筑物在地震中造成的危害降低到最低，人們對民用建筑物的抗震性能進行了大量的研究。民用建筑主要的結(jié)構(gòu)形式是砌體結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、和磚木結(jié)構(gòu)，根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)形式進行不同的抗震設(shè)計使之在地震中形成一個

2、延性結(jié)構(gòu)，使人們能夠有充分的逃生時間。這是民用建筑的抗震設(shè)計還要重視對于地基的選擇、設(shè)計、經(jīng)濟又合理的結(jié)構(gòu)形式的選擇、施工質(zhì)量的提高與多道設(shè)防等的方面。另外通過進行研究要開展抗震新設(shè)計方法，幫助我們能夠更科學(xué)地進行防災(zāi)減災(zāi)?，F(xiàn)在對民用建筑結(jié)構(gòu)的抗震理念設(shè)計提出一些筆者的思考。 1抗震概念設(shè)計含義 結(jié)構(gòu)的抗震性能是和結(jié)構(gòu)的好的概念設(shè)計有著重要關(guān)系，所以，概念設(shè)計是結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計中的首要的問題。概念設(shè)計指的是在結(jié)構(gòu)的設(shè)計時，既應(yīng)該著眼于整體結(jié)構(gòu)的地震反響，又要按結(jié)構(gòu)被破壞的機制與過程靈活地運用抗震的設(shè)計準(zhǔn)那么；既把握住了整體的布置原那么，又兼顧住了關(guān)鍵部位細(xì)節(jié)，在根本上解決結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計問題，有效

3、地提高了結(jié)構(gòu)整體的抗震能力?？拐鹪O(shè)計是通過對地震作用進行取值和采取抗震措施來共同實現(xiàn)的，在總結(jié)了歷次的地震災(zāi)害之后發(fā)現(xiàn)，對結(jié)構(gòu)抗震的設(shè)計而言，概念設(shè)計相對于數(shù)值計算來說顯得更加重要。 2地震對建筑的破壞作用 地震是一種地殼中的板塊發(fā)生了頂撞，錯動和斷裂而產(chǎn)生的震動，從而這一自然現(xiàn)象被稱之為地震。由于我們不能夠準(zhǔn)確的預(yù)報在何時或是何地會發(fā)生多大級別的地震，更加不能阻止地震的到來，但是我們能夠粗略地把地震破壞的作用分成三類：地層被錯位，地面有了開裂；地基的液化，出現(xiàn)地陷或是滑坡；地面發(fā)生振動。因為地震作用具有隨機性與復(fù)雜性，建筑物被地震破壞的機理十分復(fù)雜，存在許多不確定的以及模糊的因素。但根據(jù)地震

4、破壞的作用和民用建筑的常用結(jié)構(gòu)形式可以把建筑結(jié)構(gòu)在地震的作用下的破壞分為三種情況：在地震的時侯，在水平與豎向的振動作用之下，建筑物內(nèi)力與變形驟增，甚至內(nèi)部結(jié)構(gòu)受力的形式發(fā)生改變，導(dǎo)致建筑物的承載力不夠甚至?xí)适Щ蚴亲冃芜^大。在地震的作用下，因為節(jié)點的強度缺乏、錨固失效、延性不夠，這會使結(jié)構(gòu)的構(gòu)件缺乏平安可靠的連接，使建筑物喪失了整體性而被破壞。在地震的作用之下，因為地基的承載力的下降或是地基的土液化，使地基的一局部已經(jīng)失效甚至是完全的失效，最終會導(dǎo)致建筑物整體傾斜或倒塌。 3抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計的原那么提出 根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)在地震的作用下的破壞種情況，提出以下抗震設(shè)計原那么： 3.1選擇抗震有利的地段 從

5、一開始選址工作就該選擇那些對于抗震有利的地段，要盡量避開那些抗震不利的地段，避不開的時侯要采取一些有效措施來確保地基穩(wěn)定性；在任何情況下都不能考慮抗震危險的地段進行建造建筑物。從而防止滑坡，泥石流，滾石等建筑物的破壞。 3.2規(guī)那么性的建筑 在建筑方案進行設(shè)計的階段就該盡力采用規(guī)那么性建筑方案，就是建筑平面、立面應(yīng)規(guī)那么、簡單且對稱、結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度和材料強度與質(zhì)量的分布均勻、連續(xù)，沒有突變，因為即使不規(guī)那么的建筑物在水平的地震作用之下也能夠產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的振動，進而被破壞。 3.3合理結(jié)構(gòu)體系 合理的一個結(jié)構(gòu)體系，應(yīng)首先明確計算簡圖與合理而簡潔有力的傳播途徑，對不規(guī)那么的建筑，應(yīng)該采用空間的計算模型來

6、計算地震的級別力度，進行影響的考慮，使體系更加接近實際的工況。在選擇結(jié)構(gòu)受力體系時要選用現(xiàn)澆式結(jié)構(gòu)的混凝土，多層砌體的房屋中要優(yōu)先選用承重橫墻的結(jié)構(gòu)體系，在抗震墻體的房屋中，首先要先選用混凝土抗震墻砌體。對型狀比擬復(fù)雜的那些建筑，需要進行較合理的抗震縫設(shè)計，將上部的結(jié)構(gòu)分切成彼此獨立又相對規(guī)那么的一些單元。在同一個結(jié)構(gòu)單元中不應(yīng)使用混合受力體系。 4民用建筑中的抗震設(shè)計 我國民用建筑是受到應(yīng)用最廣泛、涉及的方面最廣的一種建筑形式在民用建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)中，要搞好抗震的設(shè)計，還要提高抗震的能力，是預(yù)防與減輕地震災(zāi)害的有效的途徑，與此同時也是防災(zāi)和減災(zāi)工作中的重要內(nèi)容。目前我國抗震比擬差的民用建筑主

7、要有砌體結(jié)構(gòu)和磚木結(jié)構(gòu)。砌體結(jié)構(gòu)是我國最主要的民用建筑，它占我國農(nóng)村與城鎮(zhèn)的大局部房屋，是量大面廣的典型建筑物，多層砌體房屋一般為37層，還有局部砌體房屋帶有一定數(shù)量的鋼筋混凝土梁、柱和墻，形成所謂的內(nèi)部框架房屋，底層框架磚房。由于多層砌體房屋多數(shù)為小開間房屋，內(nèi)墻很多，故具有較大的抗側(cè)力剛度。但砌體是脆性材料，變形能力很小，很容易開裂，可能對內(nèi)裝修造成破壞。在跨度開間較大的墻體，樓梯間等結(jié)構(gòu)抗震能力較弱的部位和構(gòu)件，地震作用下墻就會易出現(xiàn)剪切型交叉裂縫，還常常出現(xiàn)局部塌落。磚木結(jié)構(gòu)指的是建筑物中的豎向承重的結(jié)構(gòu)墻、柱等被采用磚或是砌塊砌筑，而樓板和屋架等用了木結(jié)構(gòu)。主要存在于偏僻的農(nóng)村中，因

8、為這種結(jié)構(gòu)的建造比擬簡單，材料又容易準(zhǔn)備，所以費用較低。但是磚木結(jié)構(gòu)砌筑砂漿的強度很低而且縱橫墻的連接不牢靠，整體性較差，抗震性能又不好，在遭遇到較低烈度的地震時就會極易被破壞。所以這兩種民用建筑結(jié)構(gòu)的形式一定要遵循以下設(shè)計原那么： 4.1在建筑結(jié)構(gòu)進行設(shè)計的過程中，要先對建筑場地進行抗震評價。通過分析建筑場地工程地質(zhì)、地形地貌和巖土工程等環(huán)境場地條件，確定適宜的場地條件，以減少對建筑根底和上部結(jié)構(gòu)造成的震害影響，從而有效的減輕、防止地震對建筑物或工程設(shè)施的破壞。建筑結(jié)構(gòu)的場地選取要有利于抗震。在具體的實施過程中要選擇避開采空區(qū)、軟弱黏性土和非巖質(zhì)陡坡等不利地段的區(qū)域，同一結(jié)構(gòu)單元最好不要設(shè)置

9、在性質(zhì)完全不同的土層上，對于軟弱土、土層不均勻的地基要盡量保證上部建筑結(jié)構(gòu)的整體性和剛性。對于建筑結(jié)構(gòu)的根底抗震設(shè)計，除了常規(guī)的建筑結(jié)構(gòu)根底整體性加強外，還要加大鋼筋混凝土的用量以提高建筑根底的剛性抗震能力，另外，可以在結(jié)構(gòu)建筑物的底部與根底頂面之間視情況設(shè)置橡膠彈性墊或摩擦滑動承重座等抗震緩沖裝置，這樣能夠有效減緩地震波的沖擊力，對提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力十分有效。 4.2選擇經(jīng)濟又合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計 每一個結(jié)構(gòu)單元都應(yīng)該采用同一種結(jié)構(gòu)體系，在剛度的布置上需均勻。為充分發(fā)揮出各個構(gòu)件抗震的能力，來確保結(jié)構(gòu)整體性，設(shè)計過程中要遵循以下的原那么：結(jié)構(gòu)應(yīng)具有連續(xù)性，結(jié)構(gòu)的連續(xù)性是使結(jié)構(gòu)在地震作用時能夠保

10、持整體的重要手段之一；保證構(gòu)件間的可靠連接，提高建筑物的抗震性能，保證各個構(gòu)件充分發(fā)揮承載力，關(guān)鍵的是加強構(gòu)件間的連接，使之能滿足傳遞地震力時的強度要求和適應(yīng)地震時大變形的延性要求；增強房屋的豎向剛度，在設(shè)計時，應(yīng)使結(jié)構(gòu)沿縱、橫兩個方向具有足夠的整體豎向剛度，并使房屋根底具有較強的整體性，以抵抗地震時可能發(fā)生的地基不均勻沉降及地面裂隙穿過房屋時所造成的危害。 4.3抗震的防線 設(shè)置地震具有一定持續(xù)的時間，而且可能出現(xiàn)屢次的往復(fù)作用，通過對于地震后倒塌的建筑物分析，地震往復(fù)作用會使建筑物受到嚴(yán)重的破壞，但是最后倒塌的那么是因為結(jié)構(gòu)被破壞喪失承受重力的荷載能力。適當(dāng)進行單元承載能力上的強弱關(guān)系處理與結(jié)構(gòu)的構(gòu)件的承載能力強弱的關(guān)系，將其形成兩道或是更多道的防線，是進行增加結(jié)構(gòu)的抗震能力的重要舉措。 5總 結(jié) 綜上所述，在進行建筑的抗震設(shè)計時候，必須要將建筑的建筑設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計綜合協(xié)調(diào)起來，實現(xiàn)二者的配合，共同為建筑整體的抗震設(shè)計