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房屋抗震设计要求范文

发布时间:2023-11-15 11:13:54

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房屋抗震设计要求

篇1

中图分类号:TU2文献标识码: A

一、建筑结构抗震设计中的基本原则

在进行建筑结构抗震设计的过程中需要遵循一定的原则,讲求方法,才能够确保设计方案的科学性和可行性。为此,设计的过程中需要遵循以下原则。

(一)确保结构构件具有必要的性能

在进行抗震设计的过程中,一定要保证建筑结构构件具有一定的承载能力、稳定性、刚度和延性等性能。结构构件需要遵循强柱弱梁、强剪弱弯、强底层柱、强节点弱构件的设计原则,在设计中对于可能会造成构件相对薄弱的部位,需要采取从事提高其抗震能力,对于承受竖向荷载的主要构件则最好不作为主要的耗能构件。

(二)尽量多的设置抗震防线

一个抗震结构体系需要有多个延性较好的分体系组合而成,并且由延性较好的结构构件连接协同工作。例如框剪结构就是由延性框架和剪力墙两个分体组成,双肢或者多肢剪力墙体系组成的。由于在一次地震之后将会伴随着多次余震的出现,如果在结构设计时只有一道防线,那么在建筑遭到第一次破坏之后再遭余震,就会因为损伤积累导致建筑物坍塌。抗震结构体系应该有最大可能数量的内部和外部冗余度,在设计中需要有意识的建立起一系列分布的屈服区,这样能够使结构吸收和消耗大量的地震能量,从而能够提高建筑的抗震性能。

(三)恰当的处理建筑结构的构件强弱关系

在设计的过程中需要正确的处理好构件的强弱关系,在统一楼层内使主要耗能构件屈服之后,其他抗侧力构件则仍然处于弹性阶段,这样能够使得有效屈服保持较长的阶段,能够保证建筑结构的延性和抗倒塌的能力。需要注意的是,如果在抗震设计中一部分结构的设计超强,那么就会导致结构的其他部位出现相对薄弱的现象,所以说在设计的过程中需要恰当的处理结构的强弱关系,对于不合理的加强的作法或者是在施工中以大代小,改变抗侧力构件配筋的这些做法都需要尽量的避免。

二、房屋建筑结构中的抗震设计方法

(一)建筑场地的选择

当前地震的发生虽然可以预测,但是还是会给建筑物造成很大程度的损坏,地震发生的过程中,由于地质结构发生变化,就使得整个建筑结构发生改变,严重的话会直接导致整个建筑物倒塌。所以,为了能够有效地减小地震对房屋建筑的损坏,我们必须选择好施工场地。

(1)由于我国地理条件比较复杂,最佳的施工场地应该选择在地势平坦、开阔的地区,这样能够减少地震时的沉降度,提高建筑物的稳定性,进而减少建筑物的坍塌情况。

(2)有些地区的地形本身就容易受到地震的破坏,例如,河流、山川附近、地形不均匀地区等等,如果在这样的土地上建设建筑物,一旦发生地震,就会直接导致建筑物倒塌。在选择施工场地的时候应该尽量避开这些地区,如果不能避开,就必须做好抗震措施。

(3)有些危险地区能够直接主观判断出来,例如容易发生泥石流、滑坡等地区,建筑物一定不能在这些地区建设,如果把房屋建筑在这些地区,一旦发生地震就会引发一些其他的自然灾害,给人们的生命安全造成更大的危害。此外,建筑场地土地的性能也和建筑物的抗震性有直接关系。通过大量的实践数据显示,土质越坚硬,抗震性能就越好。

(二)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。

(三)建筑设计和建筑结构的规则性

(1)房屋的高度和宽度。不论是房屋建筑的高度还是宽度都不能够单独影响抗震性能,而是高宽比。房屋建筑的抗震性能和高宽比成反比,也就是说,建筑物的高宽比越大,建筑物的抗震性能越不好,受到地震损害的程度就越高。此外建筑物受到地震损坏的程度还和层高有关系,层数越高,损害程度就越大。所以为了减小建筑物受到地震损害的程度,对建筑物实行限高政策。此外,在抗震性能设计的时候,还应该根据工程的实际情况选择最佳的高度和宽度。

(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”。

(3)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。通常来说,墙体的刚度决定建筑物的刚度,如果房屋建筑中承重墙比较少,就会使得墙体之间的空间变大,建筑物的刚度就很小,抗震能力就会弱。所以应该根据实际工程情况来确定好房屋建筑的墙体,保证建筑物的刚度。

(4)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。

(四)墙体和屋顶的抗震设计要求

房屋建筑的质量越轻,其遭受地震破坏的程度也就越小,结构的稳定性也就越强,房屋的安全性也就越高。所以为了减轻房屋建筑在地震中受到的破坏,就要把结构的各部分做得轻一些。房屋建筑的上部建筑主要是墙体和屋盖。

(1)要使房屋建筑结构的围护结构变轻,就要使房屋的墙体变轻。如果墙体的重量过大,其抗震性能就会变得很弱,发生地震时,就会很容易遭到破坏。所以,应该控制墙体重量材料的特性。

(2)在屋盖的设计中,屋盖要尽可能用材质比较轻的材料,并且尽量不要在屋顶增加沉重的附属物,那样不仅增加了屋盖的重量,还增加了房屋的高度,加大了房屋建筑的高宽比,影响房屋的抗震性能。如果是必须建造的,也要尽量做得矮些、牢固些,或者是用重量较轻的材料。

(五)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。

结语

地震是人们正常生活的严重安全隐患,建筑设计人员必须认真研究以往地震灾害中建筑的破坏原因和状态,在房屋建筑结构中强化抗震设计,不断的总结经验和优化设计,提高建筑的抗震能力,最大程度的降低因地震造成的损失。

参考文献

篇2

中图分类号:TU2文献标识码: A

据统计,每年世界范围内发生地震的次数已达50 万多次,而国内的地震次数便占了当中的 1/3。地震灾害严重损害了国内的经济发展与社会发展,并带来了严重灾难。因此在房屋建筑的结构设计中,需对结构的抗震性能充分考虑。针对地震灾害采取有关预防措施,尽可能减少地震灾害对于房屋建筑的损害,确保人们的生命安全与财产安全。本文就对房屋建筑在结构抗震设计上的若干要求展开了研究。

一、 合理选择建筑场地

受地震灾害影响,地震范围内的建筑物会被严重破坏。由于地震而引起的地质运动可导致建筑直接面临结构破坏,由此可见,地质条件也属于房屋建筑受损的一个重要因素。因此在房屋建筑设计中,需对建筑场地进行合理选择。一方面,应首选地质坚硬、地势开阔等有利于抗震的地质条件,从而减少地基土在地震期间的沉陷程度,预防房屋建筑发生坍塌不良现象。另一方面,尽可能避免山坡边缘、河岸等地质软不利于抗震的地段,以免在地震期间,在地质条件的共同影响下,导致房屋建筑出现倒塌的情况。若实在无法避免此类地段,则需要采取相应的有效抗震措施。第三,不应选择自然灾害并发区域等危险地段(如地陷、滑坡以及泥石流等地段)作为房屋建筑的建造地段,以避免地震灾害并发其他自然灾害而导致房屋建筑破损程度加重。最后,建筑场地的土质刚度、覆盖层厚度等也属于建筑物受到地震损害的一项重要因素。有关研究指出,建筑地段的土质坚硬、覆盖层薄属于减少地震灾害对于房屋建筑损害程度的一项重要原因。因此在选址时,还需要对土质及其覆盖厚度进行考察。

二、 房屋建筑的地基和基础设计

首先,在建造房屋建筑期间,同一个房屋建筑结构单元不允许建造在性质不同的地基上。并且在地基选择和处理上,尽量全部应用天然地基或是桩基,尽可能避免出现两种地基各一半的状况。从而可以避免不利因素,保证房屋建筑的抗震性能。

其次,在埋置房屋建筑的基础时,需注意其埋置深度的控制。若基础埋置深度过浅,将会减少房屋建筑的嵌固作用,增大房屋建筑在地震期间的振幅,提高震害发生几率。因此在设计房屋建筑的基础埋置深度时,应尽量增加其埋置深度。并认真做好基槽回填工作以及夯实工作,确保回填土和基础的侧面紧密接触,提高房屋建筑基础部分的稳定性。

另外,对于砌体结构的房屋建筑是由上部建筑、基础两个部分所构成的一个整体。因此在建筑室外地坪下,不应应用内外交圈基础圈梁,以免影响上部建筑和基础的整体性。此外,应将上部结构构造柱钢筋嵌入基础圈梁内,从而加强上部建筑和基础的连接牢固性。若建筑建造地段的土质刚度较弱,则还需设置圈梁在基底底部。

三、 房屋建筑屋顶与墙体的抗震设计

在地震期间,房屋建筑的受损程度与建筑质量之间呈正比关系。也就是建筑质量越重,建筑的受震害程度则越严重。反之,若建筑质量越轻,那么其受震害程度将会越小。其次,建筑结构越稳定,其在地震灾害中的安全性也越高。因此,在房屋建筑结构设计中,应尽可能最小化建筑质量,以达到最小化减小房屋建筑受震害程度的目的。一方面,减轻房屋建筑围护结构的质量,从而达到减轻房屋建筑墙体质量的目的。若建筑的墙体质量过重,将会降低建筑的抗震性能,使得建筑在面临地震灾害时,易受破坏。因此,在建筑结构设计中,需对减轻墙体重量这一点进行考虑。另一方面,在建筑屋盖设计期间,应尽量选择质量较轻的材质。并且不要在建筑屋顶设计中添加不必要的附属物,以免增加屋盖重量,间接增加建

筑高度,对房屋建筑抗震性能产生不良影响。若在屋盖设计期间,个别突出形状是必须建造的,则需要通过设计尽可能降低其高度,并增强牢固性。选择质量轻的材料,从而提高建筑的抗震性能。

房屋建筑结构设计的规则性

1. 合理控制房屋建筑高宽比

对于房屋建筑而言,其受震害程度与建筑本身的高宽比具有一定的关系。受地震作用影响,房屋建筑的倾斜程度(侧移程度)会因为其本身高宽比越大而越严重。同时,房屋建筑的层数越多,其在地震灾害中所面临的破坏也会越严重。因此,为了保障房屋建筑对于地震破坏的抵抗能力。在设计期间,需对其建筑的高度与宽度进行合理控制。结合房屋建筑的实际情况,在保障房屋建筑的抗震要求的条件下,对房屋建筑层数进行合理调整。

2. 规则性设计房屋建筑结构

在房屋建筑的结构设计上,均匀分布结构刚度与质量、规则设计建筑平面与竖向结构构件布置等是保障建筑抗震性能的一个重要环节。若房屋建筑具有平面设计复杂,而质量、刚度等分布不规则的情况,在面临地震时,房屋建筑将会产生扭转情况,水平体系构件应力突变导致房屋建筑主要受力构件受到严重破坏。其次,在建筑竖向结构构件的设计中,抗侧力体系的刚度和承载力有明显的突变,在地震期间发生严重震害的可能性较大。并且若建筑采用复杂的建筑体型,也会导致在地震中发生严重破坏;其中顶部局部突起将会因为高度过高而引起鞭梢效应。

3. 合理处理房屋建筑的防震缝

若房屋建筑结构平面或者竖向不规则,需处理好建筑的防震缝。设置防震缝期间,可将房屋建筑划分为相互独立且规则的结构。防震缝两边结构单元之间设置足够宽度的缝,彻底分开防震缝两边的上部建构。防震缝宽顺着建筑高度的增加而放大,同时可以在防震缝两侧布置垂直相交的抗撞墙体。

4. 合理布置砌体结构房屋建筑的纵横墙

墙体属于砌体结构房屋建筑的主要承重构件,由于房屋建筑的刚度大小主要取决于墙体数量,若承重墙体布置时随意加大墙体间距和不均匀布置,将会降低房屋建筑的刚度以及抗震能力。因此在设计期间,需均匀分布房屋建筑的横墙以及纵墙,从而确保房屋建筑的整体抗震性能。

5. 合理布置砌体结构房屋建筑的构造柱以及圈梁

构造柱、圈梁等均属于提高砌体结构房屋建筑抗震性能的重要组成部分。其中构造柱有利于增强建筑墙体的抗剪性能,并改善建筑结构变形能力,提高建筑物的整体刚度从而使建筑结构在外力作用下仅发生局部变形,不对建筑结构整体的稳定性产生影响。因此,在布置构造柱时,需以《抗震规范》作为布置依据,在墙体交叉处均设置构造柱,促使墙体材料由脆性演变为延性。另外,圈梁也可以提高墙体之间的连接牢固性,对于增强房屋稳固性、整体性等可起到明显的促进作用。在一定情况下,还可抑制墙体产生裂缝。

五、 结语

目前,抗震技术属于房屋建筑设计当中的一项主要技术,抗震设计的好坏将会直接影响到房屋建筑的抗震性能。因此在房屋建筑结构设计中,需根据抗震设计的相关要求,对房屋建筑进行合理设计,满足房屋抗震设计的相关要求。尽可能提高房屋的抗震能力,减少地震灾害对于房屋建筑的损害。本文只从基本概念做出阐述,实际设计还要运用静力和动力的数值计算手段,用数值计算结果来量化宏观指标,帮助工程师合理设计。

参考文献

[1]唐与拓,金燕,于得水.多层砖混房屋震害分析及抗震加固措施[J].山西建筑,2009(12).

篇3

Abstract: the 2008-magnitude earthquake us a unprecedented economic property damage, resulting in huge casualties, to let people bring about great psychological trauma and pain. Especially the extent of the collapsed houses is to give the modern architectural design seismic fortification brings deep reflection and alert. In modern architecture and how to improve the ability of building shockproof, try to reduce the building collapsed in the quake degree, maximum limit reduced by the earthquake caused casualties and property losses of modern architecture is economic shockproof design concerned hot and key. Based on the earthquake of wenchuan building damage deep, building collapsed levels of big, bring people property losses of the heavy, to do a modern building aseismic design, ensure buildings to withstand seismic fortification demand.

Keywords: wenchuan earthquake; Building design; Seismic fortification; Court; Seismic line; Well-balanced shape

中图分类号:TU973+.31文献标识码:A 文章编号:

一、在建筑物场地的选择上,要注意因地制宜,科学合理的选择坚硬的场地土,避开不利于抗震设计的地段

建筑物建设时所选择的场地是否合理科学,是否足够坚固稳定很大程度上决定了整个建筑物的抗震性能。建筑物地基和场地土的选择是建筑物施工的基础,是第一个环节,如果建筑物的地基不够牢固稳定,上层建筑更是无法保持稳定,在遇到地震的时候,则很容易发生倒塌破坏,从而大大加大了建筑物的破坏程度,增大了地震带来的人员伤亡与财产损失程度。在场地土的选择上要趋利避害,因地制宜,要且保证建筑物所选择的场地时适合于建筑物建筑,并且能够对抗震起到良好帮助和作用的场地。一方面,要切实避开那些不利房屋建筑,不利于抗震设计的地段,诸如海岸边或者沙质土壤的场地、河边软泥地区、采矿区软弱的场地土上、地缘边坡或者边缘、山嘴有突起的情况、高耸并且孤立的山丘、低洼凹陷的洼地或者盆地、非岩质的陡坡、以及场地平面岩石成因复发不明确、地表不均匀的场地等等。另一方面要尽量选择有利于建筑物地基稳定的场地,诸如岩性坚硬并且开阔平坦的场地、例如场地土密实均匀并且较为宽阔的场地等等。总之,在建筑物建址的选择上,要加强地质地貌的勘探力度,采用先进的技术对地形地貌和地质岩石性质做好科学的分析,从而科学合理的选择场地,确保场地是适合建筑物建立,并且能够有效的降低地震带来的震感,转移地震的能量的有利地段。此外,在建筑物场地的选择上,还必须综合考虑到由于场地利用带来的生态破坏和环境保护方面的问题。并且还必须坚持成本控制的原则,选择能够降低施工难度,节约成本的场地进行建筑物施工。

二、对建筑我设置多道防震防线,保证建筑物的体型匀称规整,避免部分构建损害而影响建筑物的综合抗震性能

建筑物的抗震防线主要是指在建筑物中设置的专门用于降低地震带来的灾害,防止建筑物受到二次地震的有线防线。随着城市化进程的发展,为了切实合理高效的利用城市土地,提高提地资源的利用率,现代建筑多是高层建筑,在高层建筑中必须切实设置多道有效的抗震防线,才能够避免因为一次地震而导致整体建筑物抗震性能的丧失,才能够有效的避免因为局部的建筑物构件或者局部结构的损害而导致整体建筑物的倒塌的现象。总之对建筑物设置多道有效的抗震防线,能够使稳定建筑物在受到一次地震之后还能够切实承受住二次地震带来的危害,尽最大可能的降低地震中房屋的倒塌和人员的伤亡。设置多道防线,必须从以下一些方面做好工作:首先,切实构建科学合理的建筑物抗震设计体系,并且在每一道防线都设置延性强的抗震分体系,构成整体抗震能力强的由若干个延性较好的分体系组成的抗震体系。把抗震延性强的构建和结构结合起来,协同工作,能够切实提高建筑物的抗震性能。其次,在抗震防线设置和抗震结构体系的建设过程中,应该尽可能的提高建筑物结构体系的内部和外部的冗余度数,确保内外部的冗余度数都达最大的量,能够有效的弱化地震的内部能量。同时要构建分布合理的屈服区,加强建筑物耗能构件的延性,保证耗能构件强度和刚度的适当性,切实提高建筑物本身吸收和消散地震内部能量的能力,从而提高建筑物的抗震能力。再次,加强对每一个构件部分和结构的强弱关系的统筹协调,在主要的耗能构件屈服之后,确保其他抗测力的构件和结构能够弹性的处理,从而保持建筑物构件长期的有效屈服作用,从而提高建筑物结构体系的延性和抗震性能。例如漩口小学设计中的抗滑桩与重力式挡墙的设计,有效的增强了建筑物的防震能力。此外,在建筑物的体型和结构设计上,加强建筑物设计体型的匀称规整性设计,保证建筑的结构的合理性。

三、切实增强短柱的抗震能力,切实保证建筑物使用的钢筋水泥等材料有足够的刚性和强度

现代建筑为了节省空间,充分发挥土地资源的利用率,促使建筑物多向上空间发展,使建筑物的高度越来越高。随着现代建筑物的高度的增加,层数的增多,这就造成了建筑物所承担的轴力和重力也越来越大。短柱是高层建筑中最主要的支撑物体,切实加强短柱的抗震性能是切实提高建筑我抗震性能的重要手段与关键措施。如果短柱的延性差,抗震性能不好,则很容易使建筑物因为剪力破坏而导致建筑物倒塌或者结构破坏而倒塌等现象。混泥土短柱是目前使用最为频繁的建筑物短柱材料,因混泥土短柱的轴压比增大,导致了塑性变形能力的降低,从而也就降低了短柱的抗震性能。也就是说要增加短柱的抗震性能,必须切实增强混泥土短柱的延性。首先,在短柱的材料选择上,可以使用一些延性比较强的短柱材料作为混泥土短柱的替代品。例如钢管混泥土短柱就是很好的一例。由于钢管混泥土把混泥土填入到钢管内的套箍混泥土,加强了对钢管内部混泥土的侧向约束力,使钢管混泥土短柱里面的混泥土处于全面受压的状态,提高了混泥土短柱的抗压强度和极限压变,从而切实提高了混泥土短柱的延性,增强了抗震性能。其次,增强建筑物的短柱的剪力比,切实增强短柱的受压承载能力,提升短柱的抗震性能。最后,可是适当的采用分柱体。短柱容易在地震作用下折断或者剪坏,降低其抗弯承受力,从而限制了其抗震性能的发挥,这样就可以合理的运用分柱体的办法来解决。现代建筑多采用钢筋水泥混泥土材料,钢筋、水泥混泥土的强度与刚度直接关系到建筑物的防震能力大小,因此,要切实选用合格的钢筋、水泥和混泥土,确保这些材料有足够的刚性和强度,切实从材料使用上增强建筑物的抗震能力。

四、结论

我国处于环太平洋地震带上,地震比较频发,因此地震是我国比较常见,同时也是损害最为严重的自然灾害之一。地震灾害不想台风或者其他风暴那样可以提前预知发生时间,发生地点和影响程度,地震灾害具有预测困难,突发性强,损害程度特别低等特点,因此,在地震来临之前没办法做好预防措施,只有在平时的建筑物设计时切实加强防震设计,从建筑物根源上降低地震带来的危害性,才能够有效的减少地震带来的生命财产损害。

参考文献:

篇4

地震,作为破坏力极强的自然灾害,其突发性及不可预测性十分突出,为保障人们的生命财产安全,需要确保房屋建筑具备良好的抗震能力。在房屋建筑结构设计中,需要充分重视抗震设计,明确抗震设计过程中应遵循的基础性原则,探究建筑结构抗震设计中可以应用的基本方法,确保房屋建筑具备良好的抗震能力,保障建筑功能实现及使用安全。结合某住宅建筑为例,探究抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用。

一、工程概况

某小区住宅二期五栋住宅工程,其建筑总高度为95.20m,地下设计为2层,地上建筑为31层,建筑面积为11261.5O。建筑主体采取框架剪力墙结构。该住宅建筑为丙类建筑,在建筑结构抗震设计中,其抗震设防烈度为7度,地震基本加速度值为0.15g,其结构抗震等级具体如下表所示:

表1:某住宅建筑结构抗震等级参数表

为了确保建筑结构抗的震能力,对其抗震设计原则及方法进行探究。

二、房屋建筑结构设计中抗震设计需要遵循的基础性原则

为保障房屋建筑结构抗震设计质量,保证抗震设计方案的可操作性与可行性,要求在抗震设计中遵循以下基础性原则:

(一)确保建筑结构构件其性能符合设计要求

在进行房屋建筑结构设计时,需要确保建筑结构构件的刚度、承载能力、延性、稳定性等属性参数可以满足抗震的基本要求。结构构件设计时,需要依据墙柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件的基本设计原则。在结构构件设计过程中,可能存在着构件薄弱问题,为此,需要采取措施提高其抗震能力,例如调整地震力系数。

(二)确保建筑结构设置抗震防线数量

抗震结构体系是由若干具备一定延性的分体系构成,通过应用具备延性的结构构件进行分体系连接,从而实现抗震结构体系构建。如在该建筑工程中,其建筑为框剪结构,框剪结构是由延性框架与剪力墙两大分体部分构成,由多肢剪力墙体系组成。在出现地震后,多会伴随发生多次余震,如在建筑结构中仅仅设计有一道抗震防线,则该住宅建筑在经过第一次地震破坏影响后,还需要承受余震带来的损害,通过损伤积累,最终引起建筑物承载力不足,抗震能力丧失最终倒塌。

(三)确保房屋建筑结构构件强弱关系处理的科学性

在房屋建筑结构抗震设计中,需要针对构件强弱关系进行科学化处理。在楼层内其耗能构件出现屈服后,剩余抗测力构件则仍处于弹性阶段,这种处理方式,能够确保有效屈服保持较长阶段,提高建筑结构抗倒塌能力与延性能力。如抗震设计中存在着部分构件超强,则会导致其他构件相对薄弱,为此,应科学处理构件强弱关系,保障建筑结构抗震性能。

该住宅建筑在进行抗震设计时,综合考虑住宅建筑区域条件,考虑建筑工程实现,遵循抗震设计基础性原则,保障了住宅建筑抗震设计效果。

三、房屋建筑结构设计中的抗震设计基本方法探究

当前,房屋建筑结构设计中的抗震设计基本方法主要包括概念设计方法、结构消能减震及隔振设计方法、抗震构造设置等。

(一)概念设计方法

建筑抗震概念设计其基础设计思想与设计原则来源于对地震灾害的认知与建筑工程经验,在其设计思想与原则的指导下,进行房屋建筑总体结构设计,并在此基础上进行细部构造设计。然而地震其突发性十分强,且地震震动存在着随机性,这种实际的存在,导致无法准确预测建筑工程所可能会遭受的破坏力度及相关参数值,为此,在抗震设计过程中,不能单纯依赖于相关计算的结果,还需要综合考虑区域实际,结合抗震设计相关理论知识与工程经验进行综合性设计。

采取概念设计方法进行抗震设计,第一步需要做好建筑选址工作,在确定建筑地址阶段,需要规避抗震危险地段,选择出对于开展抗震具备积极因素的地基与场地。通过调查找出工程施工区域地震活动状况,地质勘察获得工程地质状况,抗震设计人员需要综合考虑多种因素,尽量选择在开阔且地基密实均匀或坚硬的持力层地段。建筑施工应避免在软弱土、液化土、边坡边缘、土层状态不均匀等地段进行施工。第二步,需要确保平面布置的合理性。建筑整体结构设计与建筑布局直接决定了建筑物动力性能。如建筑布局更合理,更简单,其结构设计满足抗震原则,则可以更好保障建筑物具备良好抗震性能。一般在进行房屋建筑平面布置时,多体现出对称性,确保建筑刚度与质量变化具备一定均匀性,避免出现楼层错层等问题。

(二)结构消能减震及隔振设计方法

结构消能减震及隔振设计方法属于一种主动的抗震对策。该方法在房屋建筑体系中设置有隔震层,通过隔震层对地震能量进行阻隔,或在建筑抗测力结构中,设置消能器,通过消能器降低地震能量。这种设计理念,主张通过应用橡胶隔震支座或阻尼器,设置于房屋建筑底部,从而延长构件振动周期,提高阻尼,消减地震能量,保障建筑安全性。、

(三)抗震构造设置

抗震构造措施属于房屋建筑结构设计的重要内容。房屋构造设置是否合理,直接影响着建筑结构抗震性能。不同房屋建筑,其建筑主体结构类型存在着较大差异,其构造措施不同。针对砖混结构工程,应依据楼板标高进行水平圈梁设置,尽量加强内墙与外墙之间的连接,提高房屋建筑整体性。圈梁属于边缘构件,可以有效提升层盖水平刚度,降低不均匀沉降对建筑的影响。

在该住宅建筑结构设计中,采取多种抗震设计方法,综合考虑建筑实际,保证建筑地基稳定性,合理设置建筑布局,应用结构消能减震及隔振设计,降低地震对建筑结构所带来的影响,通过设置抗震构造,如砌体结构圈梁钢梁构造,示意图如下:

图1:砌体结构圈梁钢梁构造参数图

采取综合抗震措施,确保了该住宅建筑抗震设计方案的合理性与可行性,实践证明,其抗震性能良好,有效保障了建筑运行安全性。

四、结语

高层建筑逐渐成为城市建筑的主体,为确保高层建筑应用性能及安全性,需要在建筑结构设计中重视并确保抗震设计的可靠性。本文结合工程实例,对抗震设计中应遵循的基础性原则进行探究,从概念设计方法、结构消能减震及隔振设计方法、抗震构造设置三个方面分析抗震设计方法,实践证明,采取有效的抗震设计,可以有效保障建筑安全性,有助于实现其综合效益。

参考文献

篇5

中图分类号: TU3 文献标识码: A

引言:根据有关部门的统计分析,全世界每年会发生四十万次左右的不同程度的地震,而我国境内发生的地震次数更是达到了十万次以上。地震造成的危害,轻者会对交通设施和房屋建筑带来一定的损害,严重的会使城市变为废墟,人员伤亡惨重,对社会经济和人们的生活造成重大的毁灭性破坏。目前,全世界的很多国家都加大了对房屋建筑结构抗震设计的研究,希望借此可以提高建筑物的抗震水平,减少地震带来的危害。在这一领域中,一些地震频发的国家走在了技术的前列。而我国作为一个地震灾害多发的国家,更是要积极吸取国际上的先进经验技术,重视对建筑结构抗震设计的投入,重视建筑结构抗震设计的意义,从而提高我国建筑物抗震能力的整体水平。

1、建筑结构抗震的意义

建筑结构的抗震加固设计和安全施工措施在建设工程中具有十分重要的意义,。地震灾害的防御是地震发生前要做好的防御性工作。震害防御分为工程性防御措施和非工程性防御措施两种。工程性防御措施是减轻地震灾害的主要途径。工程性防御措施是指用工程的抗震设防与抗震加固来达到防御建筑物遭到地震破坏的措施。地震造成的人员伤亡最直接的原因就是地表的破坏与建筑物的破坏和倒塌。根据对全世界130多次伤亡较大的地震进行的统计表明,地震中绝大多数的伤亡是因建筑物的破坏和倒塌而造成的。所以,对建筑物进行相应的抗震设计,让建筑物在破坏性地震中不倒塌、减少损害,是减少人员伤亡的关键。我国明确规定:新建、扩建和改建建设的工程,必须进行抗震设防,达到抗震设防的要求。一般的工业和民用建筑建设工程,必须按国家颁布的《中国地震动参数区划图》规定的抗震设防要求进行建筑结构的抗震设计。对于一些重大建设工程、可能发生严重次生灾害的建设工程以及核电站和核设施建设工程必须进行地震安全性评价,并经过国家和省级地震行政主管部门审定的地震安全性评价结果来确定抗震设防要求。建设工程必须按照抗震设防要求和抗震设计规范进行抗震设计,并按抗震设计进行施工。

2、建筑场地的选择

地震的实质是不规则的具有破坏性的地质运动,在强烈的地质运动下房屋建筑的地基在地震作用力的影响下也会随着发生不规则运动,进而造成房屋建筑上部结构破坏。所以,在房屋建筑抗震设计中应从建筑场地的选择入手。

2.1尽可能地选择一些地势开阔、土质坚硬的场地进行房屋建设。这是因为土质坚硬地基土不容易发生沉降,不会在地震力作用下地基土层发生位移。可有效地防止地震来临时因地基土层的位移、沉降而使房屋建筑上部结构受到破坏。

2.2尽量在房屋建筑选择场地时避开软弱地基以及地震频发的地段,如果应房屋建筑规划设计要求,无法避开这些地段,应采取必要的地基加固处理技术以及抗震措施。从房屋结构抗震性能入手,提高房屋建筑结构的整体性及牢固性。

2.3尽可能地避开易发泥石流、山体滑坡地段,如果在这些危险地段建设房屋,一旦地震来临时往往会引发泥石流及山体滑坡等灾害,加剧了房屋建筑结构的破坏程度; 此外,房屋建筑场地的土层的强度和刚度也对房屋建筑结构的抗震能力有着一定的影响。通常是土层越厚越坚硬,房屋建筑受震害的程度越小。

3、地基和基础设计

3.1为了提高房屋建筑的整体性及刚性,进而增强房屋建筑结构的抗震能力,在房屋建设设计过程中,应按照同一建筑单元建设在同一性质的地基上,结构相同的房屋建筑在地基处理方式选择方面应采用统一的地基处理方式。

3.2房屋建筑基础应按照有关规定深度进行埋设,尽可能地增加基础的埋设深度,如果基础埋设深度不够或者过浅会降低建筑物的嵌固作用,使房屋建筑在地震灾害下振幅增大,房屋建筑受害严重。所以,在满足房屋建筑基础埋设深度的基础上尽可能地加大基础埋设深度,并做好基坑的回填夯实工作,提高房屋建筑基础的稳定性。

3.3房屋建筑是由基础和上部结构两部分构成。为了提高房屋建筑的整体性,一般在基础室外的地坪下不宜设置内外交圈的基础圈梁;应在房屋建筑上部结构和基础部分之间设置构造柱,构造柱连接房屋上部结构及基础的圈梁;如果房屋建筑基础土质的刚度不够,应考虑在基底设置圈梁,进而提升房屋基础的强度和刚度。

4、建筑设计和建筑结构的规则性

4.1房屋的高度和宽度房屋高度和宽度比是影响房屋建筑结构抗震性能的主要因素。通常是房屋建筑的高度和宽度的比值越大,房屋建筑受到地震灾害越严重,房屋建筑结构在地震作用力下侧移及倾斜现象越明显; 并且随着房屋建筑建设高度的增加破坏程度也越发的严重。因此,为了使房屋建筑达到抗震要求,减少震害对房屋建筑的破坏,除了要严格按照有关的房屋建筑限高、限宽设计要求外,还应根据房屋建筑的使用功能合理地控制高度及宽度比。

4.2房屋建筑结构体系在房屋建筑结构抗震设计时,应注重房屋建筑结构的刚度及质量的均匀分布问题,尽可能地将房屋建筑的平面结构和立体结构设计为规则状。比如,房屋建筑的平面结构过于复杂,并且房屋建筑结构的刚度和质量分布不均,地震发生时会因这些因素使整个建筑结构产生扭转现象,加重地震度房屋建筑的破坏程度。

4.3防震缝的合理处理在房屋建筑结构抗震设计中,对于那些结构不规则的房屋建筑,应根据实际情况合理地在房屋建筑结构中设置防震缝。在设置防震缝时应注意将房屋建筑划分为规则的独立的单元结构。防震缝宽度应满足房屋抗震要求,完全将上部结构分开,并且防震缝应根据房屋建筑的高度而设置,即房屋建筑高度有多高防震缝就设置多长。

4.4纵横墙的分布墙体是房屋建筑结构的重要承重部分。同时墙体也是地震灾害中破坏程度最为严重的部分。在房屋建筑抗震设计过程中,应重视房屋建筑的纵横墙的设计,纵横墙应按照分布均匀的原则,使各个纵墙和横墙均与承担房屋建筑上部结构重量; 墙体设置数量的多少对房屋建筑结构的整体刚度影响较大,如果纵横墙数量设置的过少,相应地各个墙体间的间隔就越大,各个墙体所承担的结构重要也就越大,房屋刚度就会较弱。房屋建筑结构抗震能力下降。所以应根据房屋建筑结构设计规范要求合理设置纵横墙,这是提高房屋建筑结构抗震能力的关键。

5、墙体和屋盖的抗震设计要求

经大量的房屋建筑结构抗震设计及实践表明,房屋建筑的质量越轻,房屋建筑结构的稳定性越强,受地震破坏程度越小。所以在房屋建筑墙体设计时尽可能地从减少墙体重量入手,比如采用新型的防震砌块;屋盖方面也应选择质量比较轻的新型建筑材料,尽量不要在屋顶设置过多的装饰性建筑,以防增加房屋建筑的整体高宽比影响房屋建筑的抗震性能。

结束语:综上所述,建筑结构的抗震设计是关系到人民的生命财产安全和社会和谐稳定的重大事项。地震给人类造成的灾难是巨大的,也是难以预测的,因此,在建筑物的结构设计上防患于未然,是减少和避免地震灾害带来损失的最主要途径。我国作为一个地震灾害频发的国家,幅员辽阔,人口密度大,在一些落后地区的房屋建筑抗震能力还远远不能够达到应有的要求,因此,为了避免地震灾害给社会和人民带来的生命财产损失,在日后的建筑工程中,我国施工企业必须要严格按照国家规定的相关标准,科学的进行建筑结构的抗震设计,提升我国建筑工程的抗震设计水平和建筑物的抗震能力,保障人民的生命财产安全。

参考文献:

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我国大部分区域处于环太平洋地震带与欧亚地震带之间,促使我国西北、西南、东南沿海、华北及台湾五大区域地震频发。具有不确定性的地震灾害造成人们物质损失的同时,也给人们的精神带来了极大伤害。随着我国现代化城市建设进程的加快及土地资源的减少,城市房屋建筑开始由横向发展转为纵向发展,房屋建筑逐渐向上延伸,房屋建筑楼层愈来愈高。房屋建筑的抗震系数与楼层高度成反比例关系,楼层愈高抗震系数就越低。因此,对于房屋建筑结构来说,开展抗震设计是当务之急。日前建筑从业人员对基于性能的抗震设计方法投以高度重视,该设计方法不仅能稳固房屋建筑结构的抗震性能,还能削减房屋建筑的地震安全隐患,推动我国各地区高层建筑的发展。本文将基于抗震设计的基本准则,来探析基于性能的房屋建筑结构抗震设计。 房屋建筑结构抗震设计基本准则

如前所述,近年来,我国地震灾害频发,在地震中由房屋倒塌而引起的二次灾害现象不再少数,因此在房屋建筑结构设计中抗震设计显得尤为重要。抗震设计在房屋建筑结构中占有重要地位,像选对房屋建筑场地、合理控制房屋建筑高宽度比、巩固建筑质量等基本准则应时刻引起建筑从业者的注意。 房屋建筑场地与地基要选准打稳

地震运动引起的房屋建筑结构受损现象常见,而地质条件又属于地震震动导致房屋建筑损害的一个重要因素。因此,在房屋建筑设计时,一定要对建筑场地的地质条件进行勘探。勘探结果出来后,房屋建筑设计时遵循以下三个原则:避免山坡边缘、河岸等地质松软的地段;避免自然灾害等并发地段;首选地质坚硬、地域开阔的地段。地质较软,房屋建筑的稳定性就较差,抵御地震作用的能力也较差。因此要从源头上做好房屋建筑的抗震设计。

当然在土地资源愈来愈稀缺的情况下,找到地质坚硬、地域开阔的地段难度系数较大。但从建筑技术看,建筑结构设计人员可从房屋建筑地基设计入手来增强房屋的抗震能力。在建筑地基设计中为增强建筑的抗震能力,也应遵循三大准则:同一建筑建立在同一地基上;把握好房屋建筑基础与上层建筑的整体性;掌握好地基埋没深度的控制。 合理控制房屋建筑高度与宽度

从近年来地震频发区的房屋倒塌情况来看,房屋受害程度与建筑本身的高度、宽度存在一定的比例关系。地壳运动引发地震,一方面导致地质发生变化,另一方面受到地震作用的影响房屋建筑的倾斜度(侧移程度)会因其自身高度、宽度而发生相应的倾斜。房屋建筑本身高宽比越大,建筑侧移程度系数愈大。除此,房屋建筑的楼层愈高,受地震作用房屋破坏的情况也愈严重,抗震系数愈小愈不能承受地震作用的影响。因此,在房屋建筑结构设计期间,为增强房屋建筑的抗震能力,则需对房屋建筑的高度、宽度比进行合理设计和控制,也需结合实际情况对房屋建筑的楼层数进行优化调整。 把握准房屋建筑质量

建筑质量指房屋建筑结构的牢固性和稳定性,建筑质量愈轻,房屋结构的稳定性越大。在抗震系数中,房屋建筑的抗震能力与建筑质量之间存在正比例的关系。既指建筑质量愈重,房屋抵抗地震的能力愈差;反之,建筑质量愈轻,建筑结构愈稳定,房屋抵抗地震的能力愈强。在房屋建筑结构抗震设计中,应把建筑质量最小化,从而最大化地增强房屋的抗震系数[1]。从建筑质量来看,可分为房屋建筑围护结构质量和建筑屋盖质量。因此,在房屋建筑墙体建造时应尽量地减轻墙体重量,而在屋盖建造时也应尽量地选择质地较轻的材质,从而增加房屋的牢固性和稳定性,以此来提高房屋建筑的抗震性能。 基于性能的房屋建筑结构抗震设计

因我国幅员辽阔,地域面积较大,冬、西部地形特点、地质条件、负荷能力等的不同,从而出现各地房屋建筑结构不同。目前,我国的房屋建筑结构主要有砌体结构、框架结构、框架―剪体墙结构等类型,在这些房屋建筑中都会有抗震设计的参与,只是其原理有所区别。 砌体结构房屋的抗震设计

砌体结构是指以黏土或实心砖为主体材料的房屋建筑模式,具有工程造价低、施工简便等优势,因而在中小城镇、边缘山区受到极大欢迎。因砌体结构的房屋一般楼房高度、宽度及楼层都较小,因而抗震系数相对较大。一般在设计时,工作人员都会将房屋内外墙连接处、楼梯角落处设置钢筋混凝土柱,从而约束地震作用到底部墙体开裂的情形。砌体墙内运用实心或多孔砖中沿墙的高度方向配置水平钢筋,房屋建筑可均匀分布抗震性能,以此来改善砌体的脆弱性。 框架结构房屋的抗震设计

框架结构是指主要依靠梁柱来支撑房屋建筑的一种建筑模式,在多层房屋建筑中一般采用此建筑结构。该建筑结构模式利用梁柱截面尺寸以及梁柱的弯曲设计来承受地震作用。梁柱的截面尺寸由柱轴比决定,通过对框架结构梁柱的柱头、柱脚予以加强,从而做到梁柱受地震作用时弯曲度加强,柱轴比与弯曲度两者相互配合再依靠框架底部歇杆支撑以此来增强房屋建筑的抗震能力。 框架―剪体结构的抗震设计

框架―剪体结构是指在框架结构中设定一定的剪力墙,构建剪力与框架一体的建筑模式,因其具有框架结构空间大、抗震性能好、布置灵活等优势多用于高层建筑中。当地震作用时,框架梁柱与剪力墙的刚度不同,受地震影响后的变形形式也有所区别,地震作用时剪力墙呈弯曲状变形,而框架梁柱则向剪砌型变化,两种结构同时承担地震压力,房屋空间位移与顶层位移状况相对较小,房屋结构的刚度、强度、延性、稳定性得到很好的保护,抗震性能也得到极大提高。

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中图分类号:TU973+.31 文献标识码:A文章编号:

一、引言

在城市建筑的高速发展中,更多高层复杂建筑形式随着科学技术和建筑材料的发展应用而不断的进步,底层框墙砌体房屋结构广泛应用于中小城市,带有底层框架剪力墙的多层房屋功能安排灵活,施工简单,底层可作为下层商铺、车库等,上层作为办公室住宿楼等小格局的生活经济类住房,这种建筑适应城市建设发展的要求,且较纯框架结构经济,特别受到房屋开发商的青睐,在相对落后和不发达地区尤为适用。然而在2008年的汶川地震中,这种底部框架-抗震墙砌体房屋的震害不仅表现在底框的倒塌和倾斜,还有作为逃生通道的楼梯震害比较严重。

二、底层框砌体的楼梯破坏形式

在汶川大地震中,框架结构、框剪结构和砖混结构中钢筋混凝土现浇楼梯出现大量破坏,尤以框架结构中楼梯破坏最为严重,楼梯构包括楼板、平台板、梯住、梯梁。框架结构楼梯结构的主要震害现象有:

2.1梯板作为斜撑构件,分配较多的地震力,地震作用下的破坏比较严重,梯段板破坏主要表现为水平裂缝处混凝土压碎,梯段板弯曲下挠,甚至断裂,

2.2支撑梯板的梯住在地震作用下可能承受较大拉力,大震中梯柱大量出现梯柱柱头破损,混凝土酥碎,甚至拉断。

2.3梯梁剪力和扭矩随着地震作用增大而增大,梯梁在破坏主要是跨中出现剪扭破坏,主要是在构件两端和跨中出现明显破坏,钢筋暴露,混凝土保护层剥落。

三、楼梯的抗震设计

抗震设计主要通过三方面体现: 概念设计、抗震计算设计及抗震构造设计。这些研究主要围绕震害特征分析、抗震性能及抗震能力的评价、上下部侧移刚度比的合理取值、薄弱层的控制、地震剪力在各构件之间的分配、过渡层的处理、改善构件的抗震性能和提高房屋整体抗震能力的措施等方面开展,同时也涉及到建筑方案和结构形式的选择、过渡层楼板的设计、底部抗震墙数量的确定等方面,内容非常广泛。

3.1概念设计(Conceptual Design)是考虑了地震及其影响的不确定性,依据历次震害总结出来的规律性,正确地处理全局方案、材料使用和细部构造等,着眼于结构总体地震反应,灵活运用抗震设计思想,综合解决抗震设计基本问题。楼梯系统使结构抗侧刚度增大,自振周期减小,从而使作用于整个建筑上的水平地震力增大。

3.2抗震计算设计(Seismic Design)的目的是用定量方法估计地震反应,以保证结构有足够的刚度和承载能力。我国建筑抗震设计规范要求:高层建筑的抗震计算主要是在多遇地震作用下,按反应谱理论计算地震作用,用弹性方法计算内力和位移。并将地震作用和其它荷载效应进行组合,用极限状态方法设计构件,保证必要的强度可靠度;对于重要建筑或抗侧能力较弱的结构,要用直接动力时程分析方法补充计算,并进行大震作用下结构薄弱层(的弹塑性变形验算。

底层框架上层砖房结构房屋由钢筋混凝土框架-抗震墙和上部砌体结构两种承重和抗侧力体系构成,底部刚度小于上部,是一种上刚下柔结构。柔性底层结构的运用源于 Mantel 提出的柔性底层概念[1]。在计算框架砌体稳定性能中,需要控制底层框架抗震墙房屋纵横两个方向的第二层与底层侧向刚度比k

k1=K2/ K1= ∑ Kmw2

∑Kcf+∑Kcw+∑Kmw

K2、K1——房屋的二层和底层的侧移刚度

Kmw2——二层的一片构造框架约束砌体的侧移刚度

Kcf ——底层一榀钢筋混凝土框架的侧移刚度

Kcw ——底层一片钢筋混凝土抗震墙的侧移刚度

Kmw ——底层一片嵌砌于框架的砌体抗震墙的侧移刚度

根据《建筑抗震设计规范》的规定根据不同设防烈度的地震作用强弱和既安全又经济的抗震设防原则,底层框架抗震墙砖房第二层与底层的侧移刚度比值在6度时不应大于3.0,在7度时不应大于2.5,在8度时不应大于2.0,在9度时不应大于1.5;且均不应小于1.0。

楼梯参与整体作用时,斜向支撑会加大整体的侧移刚度,由于在弹性阶段,楼梯的抗侧刚度大于框架本身的,当地震作用时,前几个较大加速度脉冲释放的能量,由第一道防线构件吸收,达到超过弹性阶段后,楼梯将先于主体破坏,刚度衰减速度快于框架主体,此时框架会逐渐承受更多的地震力,框架才渐渐地变为抗震主力构件。

3.3抗震设计的另一个重要方面是抗震构造设计(Seismic Structures Design),设计时采用构造措施保证结构延性,以满足设防烈度下的要求。同时,也要通过构造措施,实现在罕遇地震作用下避免倒塌的目标。

1)根据《建筑抗震设计规范》规范条文 7.1.7 条明确规定:多层砌体房屋,楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处。原因在于楼梯间的墙体缺少各层楼板的侧向支撑,有时还因为楼梯踏步削弱楼梯间的墙体,尤其是楼梯间的顶层,墙体有一层半的高度,震害加重,因此,建筑布置时尽量不设置在尽端,或对尽端开间采取特殊措施。

2)楼梯间应符合下列要求: 1.宜采用现浇钢筋混凝土楼梯。2. 对于框架结构,梯间的布置不应导致结构平面特别不规则; 楼梯构件与主体结构整浇时,应计入楼梯构件对地震作用及其效应的影响,应进行楼梯构件的抗震承载力验算; 宜采取构造措施,减少楼梯构件对主体结构刚度的影响。3. 楼梯间两侧填充墙与柱之间应加强拉结”。

3)“5. 12”汶川大地震后,重新修订后的《建筑抗震设计规范》GB50011 -2010就提出了建筑抗震设计“在利用计算机进行结构抗震分析计算中应考虑楼梯构件影响”的新要求。

四、结论:

楼梯作为重要的建筑结构构件,要重视楼梯部分的抗震设计,采取有效的抗与放的措施,在设计过程中应该重视楼梯参与整体结构的影响,考虑斜向支撑对整体的刚度影响,通过计算机模拟底框砌体整体结构在震害受力下的弹塑性分析。随着计算机软件PKPM,sap2000等结构分析软件的应用的发展,通过结构模拟,更加准确的分析了楼梯参与下结构整体刚度、楼梯间角柱的影响,梯柱、梯梁、梯板和平台板的受力特点。楼梯能否作为整体的一道抗震防线还需结构师和相关专家继续研究讨论。

参考文献

[1]M·图尔苏穆拉托夫.[苏]柔性底层房屋的抗震性能.刘世富译.[M]自贡市科技情报研究所,1980

[2]贾强,孙剑平 《汶川大地震底框结构建筑物震害调查》 [N]. 山东建筑大学学报 2008

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近年来,全球进入了地震活跃期,我国也频发地震。尤其是5.12汶川大地震造成大量地面建筑物倒塌与破坏,其中当属砌体结构房屋受破坏程度最严重,比例最高,并造成大量人员伤亡以及财产损失。此后国家连续多次修订了《建筑抗震设计规范》。规范中对砌体房屋明确了规则性的要求:加强房屋底部的质量要求;加强楼盖的整体性;缩小最大横墙间距等要求,以达到“小震不坏,中震可修,大震不倒”的基本原则,也使得我国砌体结构房屋抗震设计水平跨上了新的台阶。

一、砌体房屋抗震设计的原则和方法

建筑平面与立面布置、结构选型、抗震计算、构造措施、施工质量都是影响砌体房屋抗震性能的重要因素。所以抗震设计的主要内容有以下几点。

(一)建筑平面与立面布置

房屋平面布置对称、规则:避免墙体局部突出或凹进;尽量避免开间尺寸较大的房间布置在整体的两端;建筑物的刚度中心和质量中心应该尽量接近。

房屋立面布置规则:由于建筑物墙体破坏主要是剪力破坏且下层破坏比上层破坏严重,因此,建筑物的刚度和质量分布应沿着竖直方向由下至上依次变小,且均匀变化;避免局部突出;楼层不宜错层。

楼梯间布置规则:不宜布置在房屋端部的第一开间和转角处;不宜突出和开设大窗口,以免切断楼层圈梁;特别注意顶层墙体的稳定性。

(二)结构选型

1、承重方案的选择

砌体房屋设计时应优先选择横墙承重或者纵横墙承重。纵横墙的布置应均匀对称、沿平面对齐、沿竖向连续。窗间墙在同一轴线上应均匀。在建筑物的同一独立单元内宜使用相同的结构材料。

2、设置防震缝

规范要求在房屋的里面高差大于6m,房屋有错层且楼板高差较大,各部分刚度和质量不同时应设置防震缝。

防震缝应沿房屋全高设置,基础可不设置,且在防震缝两边应设置抗震墙。按照抗震烈度不同,砌体房屋的防震缝宽度可设为50mm—100mm。

3、地下室与基础

地下室对房屋上部结构影响较大,砌体房屋应选择刚度较大的基础类型。软弱地基上应沿外墙和承重内墙设置一道基础圈梁。

二、砌体房屋抗震计算分析

首先要确定砌体结构房屋的计算简图才能进行准确的抗震计算,而确定计算简图要考虑以下几点:

第一,将地震的水平作用在房屋的两个主轴方向上分别进行抗震验算;第二,地震作用下结构的变形为剪切型;第三,房屋的各层楼盖水平刚度无限大,只做平移运动,所以各抗侧力件在同一楼层标高处侧移相同。

对地震作用进行抗震验算时应该以防震缝所划分的结构单元为计算单元;计算单元中各楼层的集中质点应设在楼、屋盖标高处,各楼层的重力荷载应包括楼、屋盖重力荷载及其上下墙体各半层的重力荷载。

三、对附属构建进行抗震设计及验算时的注意事项

《建筑抗震设计规范》中明确要求房屋的结构选型不应出现刚度和强度的突变。然而突出屋面的结构显然存在突变,其抗震设计应采取可靠措施。比如:计算分析时,采用底部剪力法时,突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等结构的地震作用效应应乘以增大系数3,。采用振型分解法时,突出屋面构件可作为质点进行计算,丹药根据计算结果采取加强构造措施。

四、砌体房屋设计中常用的抗震构造措施

在砌体房屋抗震设计中经常用的构造措施一般有设置钢筋混凝土构造柱、钢筋混凝土圈梁、墙体间进行拉结和保证楼(屋)盖与墙柱之间连接几种方式。

(一)钢筋混凝土构造柱

钢筋混凝土构造柱的作用有:提高墙体的抗剪承载力,加强结构的整体性,约束墙体变形,防止墙体倒塌,提高无筋砌体延性。

(二)钢筋混凝土圈梁

钢筋混凝土圈梁的抗震作用有:加强纵横墙之间的连接,加强房屋的整体性和刚度;限制墙体平面外的变形;与构造柱整体现浇,共同发挥约束作用。

(三)墙体间的拉结

开间尺寸大的房间的外墙转角处以及内外墙交接处应沿墙高间隔500mm设置拉结钢筋,并且钢筋伸入墙体不小于1000mm。

后砌筑的自承重墙体应沿墙高间隔500mm设置与承重墙或柱连接的拉结钢筋,并且每边伸入墙体不小于500mm。

当抗震烈度为8、9度时,长度大于5.1m的后砌筑非承重墙体的墙顶尚应与楼板或者梁拉结。

(四)、楼(屋)盖梁板与墙柱之间连接

1、现浇钢筋混凝土楼、屋面板伸入墙体长度应大于120mm;

2、装配式钢筋混凝土楼、屋面板,若圈梁与板标高不同,板端部伸入外墙长度应大于120mm,伸入内墙长度应大于100mm,在梁上应大于800mm。

3、预制钢筋混凝土板跨度大于4.8m且与外墙同向时,靠外墙的预制板应与墙体或圈梁拉结。

4、梁与砖柱连接时不能减小砖柱的横截面;独立的砖柱应在上下都有可靠连接。

结束语:目前砌体结构多应用于多层房屋,且在城乡建设中占有很足的分量,关系到人民群众的各个方面,是人民群众生产生活的主要场所。在设计时,设计人员必须重视看似简单的结构抗震计算。出了严格执行图集规范上的要求外,还应对规范未涉及的一些问题给予重视。提高砌体房屋抗震设计质量,降低地震对砌体房屋的破坏程度,对保护广大人民群众生命财产安全又至关重要的作用。

参考文献:

[1]伍世添.浅谈砌体房屋抗震结构设计[J].广东建材,2011,27(7):56-58.

[2]王强.浅谈多层砌体房屋结构体系的合理性[J].中国科技博览,2011,(33):499-499.

[3]涂长明.多层砌体房屋结构体系的构成及应注意的问题[J].中国科技财富,2011,(8):100.

[4]刘继明.浅析多层砌体房屋结构体系抗震设计的合理性[J].大陆桥视野,2012,(10):185-185.

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1前言

我国位于四川西部的南北地震构造带,其地震的频度高、强度大。我国大陆地震活动目前正处于本世纪以来的第五个活跃期。四川已经缺震7级以上地震近23年,缺震6级以上地震近10年。目前,四川的地震形势十分严峻。

地震造成人民生命财产损失的主要原因,是由地震引起的建筑物(绝大部分是砖房)和工程设施的破坏,以及次生灾害。国内外历次地震的经验告诉我们:抓好抗震设防地区建设工程的抗震设计,是减轻未来地震灾害损失最积极、最有效和最根本的措施。

据文献[4]记载,全国城镇民用建筑中以砖砌体作为墙体材料的占90%以上;据有关部门近两年对四川省的16个城镇各类公建房屋统计显示,多层砖房(含底框砖房)所占(面积)比例达89%;筠连县城的这类房屋,预计所占比例在90%以上。所以,砖房是我国房屋建筑的主体。同时,砖房在历次地震中的震害又是严重的。据对1976年我国唐山7.8级地震震害统计,砖房是100%破坏,其中85%以上倒塌。砖房之所以地震破坏比例如此大,主要原因是砖砌体是一种脆性结构,其抗拉和抗剪能力均低,在强烈地震作用下,砖结构易于发生脆性的剪切破坏,从而导致房屋的破坏和倒塌。如果在多层砖房的设计中再过度追求大开间、大门洞、大悬挑,甚至通窗效果等,必将大大削弱房屋的抗震能力

2目前多层砖房抗震设计中存在的主要问题

(1)城市住宅砖房建设中,房屋超高或超层时有发生,尤其是底层为“家带店”的砖房,高度超过限值1m以上。

(2)在“综合楼”砖房中,底层或顶层有采用“混杂”结构体系的,即为满足部分大空间需要,在底层或顶层局部采用钢筋砼内框架结构。有的仅将构造柱和圈梁局部加大,当作框架结构。

(3)住宅砖房中为追求大客厅,布置大开间和大门洞,有的大门洞间墙宽仅有240mm,并将阳台作成大悬挑(悬挑长度大于2m)延扩客厅面积;部分“局部尺寸”不满足要求时,有的不采取加强措施,有的采用增大截面及配筋的构造柱替代砖墙肢;住宅砖房中限于场地或“造型”,布置成复杂平面,或纵、横墙沿平面布置多数不能对齐,或墙体沿竖向布置上下不连续等等。

(4)多层砖房抗震设计中,未作抗震承载力计算的占多数,加之缺乏工程经验,使相近的多层砖房采用的砌体强度等级相距甚远。

(5)多层砖房抗震设计中,所采取的抗震措施区别较大。构造柱和圈梁的设置:多数设计富余较大,部分设计设置不足(含大洞口两侧未设构造柱);抗震连接措施:多数设计不完整或未交待清楚,有的设计还采用“一本图集打天下”的作法,不管具体作法和适用与否,全包在“图集”身上。

3多层砖房抗震设计意见

我国建筑抗震设防的目标是三个水准。多层砖房可通过一阶段设计达到下列要求:满足抗震承载力要求,房屋可“小震不裂”;满足结构体系、平立面布置和抗震措施等要求,房屋可符合“中震可修”;满足房屋高度和层数及构造柱和圈梁等要求,房屋可做到“大震不倒”。

确保多层砖房抗震设计质量,主要有以下三个方面的内容。

3.1抗震概念设计

3.1.1房屋的高度和层数

实心粘土砖的多层砖房,墙厚不小于240mm,总层数不应超过文献[1]表5.1.2的规定,总高度不宜超过表5.1.2的规定,高度允许稍有选择的范围应不大于0.5m。需要特别指明的是,表5.1.2是适用于横墙较多的多层砖房。横墙较多是指同一层内开间大于4.2m的房间占该层总面积的1/4以内。对于医院、教学楼等横墙较少的多层砖房总高度,应比表5.1.2的规定降低3m,层数相应减少一层;对横墙很少的多层砖房,应根据具体情况,在横墙较少的基础上,再适当降低总高度和减少层数;对抗震横墙最大间距超过文献[1]表5.1.5要求的多层砖房,已不属于侧力作用下的刚性房屋,不能按多层砖房设计,应按空旷房屋进行抗震设计。多层砖房总高度与总宽度的最大比值,不应超过文献[1]表5.1.3的要求。

房屋的总高度指室外地面到檐口的高度,半地下室可从地下室室内地面算起,全地下室和嵌固条件好的半地下室(符合文献[2]第250页半地下室在地面下嵌固的条件)可从室外地面算起;顶层利用阁楼坡屋面设跃层时应算到山尖墙的半高处。多层砖房的层高不宜超过4m。房屋总宽度的确定,可分下列四种情况:对于规则平面,可按房屋的总体宽度计算,不考虑平面上局部凸出或凹进;对于凸出或凹进的较规则平面,房屋宽度可按加权平均值计算或近似取平面面积除以长度;对悬挑单边走廊或单边由外柱承重的走廊房屋,房屋宽度不包括走廊部分的宽度;对设有外墙的单面走廊房屋,房屋宽度可以包括1/2走廊部分的宽度。

3.1.2结构体系

应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系。同一结构单元中应采用相同的结构类型,不应采用砖房与底框砖房或内框架砖房或框架结构等“混杂”的结构类型。墙体布置应满足地震作用有合理的传递途径。纵横向应具有合理的刚度和强度分布,应避免因局部削弱或突变造成薄弱部位,产生应力集中或塑性变形集中;对可能出现的薄弱部位,应采取措施提高其抗震能力。

3.1.3平、立面布置

建筑的平面布置和抗侧力结构的平面布置宜规则、对称,平面形状应具有良好的整体作用。纵、横墙沿平面布置不能对齐的墙体较少,楼梯间不宜设在房屋的尽端和转角处;建筑的立面和竖向剖面力求规则,结构的侧向刚度宜均匀变化,墙体沿竖向布置上下应连续,避免刚度突变;竖向抗侧力结构的截面和材料强度等级自下而上宜逐渐减小,避免抗侧力构件的承载力突变。8度和9度时,当房屋的立面高差较大、错层较大和质量及刚度截然不同时,宜采用防震缝将结构分割成平面和体形规则的独立单元。房屋的顶层不宜设置大会议室、舞厅等空旷大房间,房屋的底层不宜设铺面等通敞开大门洞。当确需设置时,应采取弥补薄弱部位的加强型措施或进行专门研究。

多层砖房门窗间墙的局部尺寸宜符合文献[1]表5.1.6的要求。当部分的局部尺寸不满足要求时,如该部位已设构造柱,可对已设构造柱增大截面及配筋;如该部位原未设构造柱,则可用增设构造柱来满足要求。房屋转角处的门窗间墙承受双向侧向应力,其局部尺寸应不小于1m;其余外纵墙的门窗间墙局部尺寸部分不满足1m要求时,其限值可放宽到0.8m;内墙门间墙局部尺寸不满足要求时,可用设构造柱来满足。

值得指出的是,近几年在多层砖房的抗震设计中,较普遍存在为了客厅开大门洞,不惜牺牲门间墙宽度的现象。这是个对局部尺寸认识不足的概念设计问题,一是认为部分不满足局部尺寸要求关系不大;二是认为只要用扩大了的构造柱替代门间墙就没有问题了,在设计中将构造柱当作“灵丹妙药”到处使用。应当明白,砖砌体和砼的变形模量差别很大,虽然砖砌体与构造柱和圈梁可以协同工作,增加房屋的延性,但是它们不能同时段进入工作状态,在“中震”阶段的抗震承载力主要由砖砌体承担。因此,砌体结构中过多配置砼的杆系构件,其作用是有限的。

3.2抗震计算

抗震计算是抗震设计的重要组成部分,是保证满足抗震承载力的基础。多层砖房的抗震计算,可采用底部剪力法。对平面不规则和竖向不规则的多层砖房,宜采用考虑地震扭转影响的分析程序。目前,多层砖房的抗震设计中,不作抗震验算是较普遍的现象,这样就必然存在一是不安全二是浪费的问题。多层砖房的抗震计算比较容易,文献[2]中有较完整的计算实例,可供手算时参考。笔者经对7度区若干幢规则的7层住宅砖房抗震计算分析显示,底层所用混合砂浆的强度等级不能低于M10。

3.3抗震措施

保障多层砖房的抗震措施,是多层砖房“大震不倒”和不作“二阶段设计”的关键。多层砖房的抗震措施内容较多,概括起来,可分为三部分。

3.3.1构造柱和圈梁的设置

对横墙较多的多层砖房,应按文献[1]表5.3.1的要求设置构造柱;对横墙较少或横墙很少的多层砖房,应根据房屋增加一层或二层后的层数,按表5.3.1的要求设置构造柱。表中的“较大洞口”,设计中可界定为:门洞宽不小于2m和窗洞宽不小于2.3m;“大房间”可界定为:层高超过3.6m或长度大于7.2m。

对横墙承重或纵横墙共同承重的装配式钢筋砼楼、屋盖或木楼、屋盖的多层砖房,应按文献[1]表5.3.5的要求设置圈梁;对于隔开间或每开间设置构造柱的多层砖房,应沿设有构造柱的横墙及内、外纵墙在每层楼盖和屋盖处均设置闭合的圈梁。

值得注意的是,圈梁的截面和配筋不宜过大,通常按文献[1]第5.3.6条要求的数值或提高一个等级采用就可以了,不宜无限提高。同理,圈梁的作用也是有限的。

3.3.2构件间的连接措施

多层砖房各构件间的抗震构造连接是多层砖房抗震的关键。抗震构造连接的部位较多,重要部位的连接措施有下列几项。

a)构造柱与楼、屋盖连接

当为装配式楼、屋盖时,构造柱应与每层圈梁连接(多层砖房宜每层设圈梁);当为现浇楼、屋盖时,在楼、屋盖处设240mm×120mm拉梁(配4φ10纵筋)与构造柱连接。

b)构造柱与砖墙连接

构造柱与砖墙连接处应砌成马牙槎,并沿墙高每隔500mm设2φ6拉结钢筋,每边伸入墙内不小于1m。

c)墙与墙的连接

7度时层高超过3.6m或长度大于7.2m的大房间,以及8度和9度时,外墙转角及内外墙交接处,当未设构造柱时,应沿墙高每隔500mm设2φ6拉结钢筋,每边伸入墙内不小于1m。

d)屋顶间的连接

突出屋面的楼梯间等,构造柱应从下一层伸到屋顶间顶部,并与顶部圈梁连接。屋顶间的构造柱与砖墙以及砖墙与砖墙的连接,可按上述抗震措施采取。

(5)后砌体的连接

后砌的非承重砌体隔墙,应沿墙高每隔500mm设2φ6拉结钢筋与承重墙连接,每边伸入墙内不小于0.5m。8度和9度时,长度大于5.1m的后砌墙顶,应与楼、屋面板或梁连接。

(6)栏板的连接

砖砌栏板应配水平钢筋,且压顶卧梁应与砼立柱相连,压顶卧梁宜锚入房屋的主体构造柱。

(7)构造柱底端连接

构造柱可不单独设基础(承重构造柱除外),但应伸入室外地面下500mm,或锚入室外地面下不小于300mm的地圈梁。

3.3.3悬臂构件的连接

(1)女儿墙的稳定措施

6~8度时,240mm厚无锚固女儿墙(非出入口处)的高度不宜超过0.5m,当超过时,女儿墙应按抗震构造图集要求采取稳定措施。女儿墙的计算高度可从屋盖的圈梁顶面算起,当屋面板周边与女儿墙有钢筋拉结时,计算高度可从板面算起。

(2)悬挑构件

悬臂阳台挑梁的最大外挑长度不宜大于1.8m,不应大于2m。

不应采用墙中悬挑式踏步或竖肋插入墙体的楼梯。

4结语

多层砖房在城乡建设中量大面广,又是人类活动和生活的主要场所。因此,加强多层砖房抗震设计,重视多层砖房抗震设计中的三个环节,就能使多层砖房的地震破坏降低到最低限度。

参考文献

1建筑抗震设计规范(GBJ11—89)及1993年局部修订.中国建筑工业出版社,1989辽宁科学技术出版社,1993

2建筑结构设计手册丛书编委会.建筑抗震设计手册.中国建筑工业出版社,1994

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前言

众所周知,地震是大自然中最具破坏力的自然灾害之一,地震的发生给人类的生命和财产带来巨大的破坏,会造成难以估计的经济损失及人员伤亡。自古以来,人类在与地震灾害斗争的过程中,不断地总结经验和教训。建筑物是人类生产和生活的主要场所,因此建筑物的抗震设计一直以来是抗震研究的中最重要的部分。现代建筑物的抗震结构设计研究已经成为建筑设计领域必须进行的过程,通过建筑的抗震设计来保障建筑物在地震发生时有较好的可靠性和安全性,从而把人类的生命和财产损失降到最低。因此,建筑物的结构抗震设计是建筑物抗震的重要措施,我们对建筑物的抗震设计方法进行研究具有非常实用的价值。

近年来,随着现代建筑设计理念的发展和对建筑结构抗震设计的不断总结,学者们在建筑结构设计方面,对现代建筑物的抗震设计理念有了较深的理解。建筑的抗震设计应该在结构上要求有一定的延性,这样在地震发生时能够保证建筑物在结构上有充足合理的弹性余量,从而防止建筑物倒塌。究其原因,就是建筑物的结构延展性能够让建筑物在地震发生时出现一些的非线性的结构变形,这样

能够确保建筑物的承载能力不会出现明显的下降而出现倒塌,并且具有一定延展性的建筑结构可以吸收地震发生时,地面对建筑物施加的能量,从而最大限度的减小地震对建筑物的破坏。

一、房屋建筑中抗震设计的重要性分析

(1)充分保护生命财产安全。房屋建筑的使用对象一般来说都是为人们的生活提供一个固定的场所,它最实用的功能就是解决人们衣食住行中住的问题,如何评判一个好的房屋建筑首先就是其实用性,其次就是美观程度。在如今的时代大背景下,人们对自然灾害的防护意识并不高,在建筑行业中,有些建造商利欲熏心,为了获得更高的利益在建筑过程中偷工减料,导致房屋的抗震性能不高。另一方面就是长期以来,人们对抗震意识的匮乏导致抗震设计技术不能得到进步和发展,因为人们没有这方面的需求,在技术方面也很难取得长远的突破。

(2)促进建筑结构设计理念的创新和进步。众所周知,2008 年的四川汶川地震给当地人们带来的巨大的损失,不管从物质上还是从精神上,这种国家的创伤使我们永久的铭记,在汶川大地震发生的时候除了震级较大的原因导致损失十分严重之外,还有另一方面的原因需要引起人们的重视,那就是在地震之前,在房屋建筑设计中对抗震设计的考虑较少,大多数的房屋都是这样,没有先进的设计理念,房屋的抗震性能较差。在汶川地震以后,房屋的抗震设计得到了有关部门的重视,人们开始着力研究如何使房屋的抗震性能变得更好。

(3)是取得正向社会效应的重要因素。在当今的时代背景下,社会的正向效应是促进社会发展和进步的重要因素。从某个方面来讲,发挥抗震设计在房屋建筑中的作用对构建社会主义和谐社会具有重要意义。在灾害发生时,良好的抗震性能能够减少人民群众的生命财产的损失,有利于维护社会秩序。对社会主义现代化的建社具有正面的社会效应。所以说,抗震设计的作用不仅仅是作用在静态的房屋建筑,对整个社会的发展和稳定也有着至关重要的作用。

二、抗震设计在房屋建筑设计中的应用

1.提高房屋的抗震性能

(1)在房屋建设之前,应该充分考虑地基的稳定性,只有选择了稳定的不易变形的地基,才能从根本上保障房屋的稳定性,避免因为地基的形变造成建筑抗震性能的下降。

(2)在如今的房屋建设中,以单元式的房屋建设最为常见,在这样的建筑中,同一房屋的建设要选择在性质相同的地基上,这样才能更好地将地基的潜力融入到房屋建设中,更加有效的发挥房屋的抗震作用。

(3)最大程度的减轻地基的压力。在房屋的建设中,应该从根本上减轻房屋的重量减轻对房屋地基的压力,只有这样才能缓解当地震发生时,地震的力量对地基巨大的冲击力,从而将伤害降到最小。

2.降低地震对房屋的影响

随着新的设计理念不断的创新和发展,如今隔震层的抗震设计已经被建筑界所认可,所谓的隔震层就是在地基和建筑主体之间增加一个隔震层,这样当地震发生时隔震层会将地震的冲力降到最低,使地震力收到较大的阻力,有效减少了地震对房屋主体的冲击。如果隔震层设计合理,能够最大限度的减少房屋内物品的损失,减少地震的作用力,降低地震对房屋的影响。

3.保障建筑的刚度

在建筑的设计中,选择材料是整个建筑过程中至关重要的一个环节,对钢筋和混凝土的选择是保障建筑物刚度的一个重要因素,钢筋混凝土作为抵抗外力的一个重要因素,应该严格按照国家的抗震规范进行选择和使用,现如今,人们常常在利益的驱使下,使用质量较差的钢筋混凝土,或者在建筑过程中偷工减料,这样是对整个建筑工作的不负责任,也是对社会对人民群众的不负责任的表现。

三、抗震设计在房屋建筑设计中应该注意的问题

(1)建筑的布局设计。如果想把抗震设计很好的融入到房屋建筑设计中,首先应该考虑的问题就是整个建筑的平面布局问题,在建筑过程开始之前应该选择质地一样的地基作为基础,其次,在建筑的过程中应该注意布局的对称性和稳定性,如果地基左右前后受力不均,这样很容易导致地基发生形变,当地震发生时,受力较强的部分就会承受不住地震的冲力,导致房屋的坍塌等一系列损失的发生。

(2)建筑物屋顶的设计。由于我国人多地少,如今开发商在建设房屋时大多都采用建设高层楼房的方式,节约土地,楼层过高就会导致地基受力过大,这个问题是当前建筑设计中最值得关注的一个问题,因此,不管是在建设高层居民楼或者工业建筑的时候,应该注意将屋顶的重心和建筑底部的重心设计在一条线上,注意承重强和剪重强的有效配合。只有这样的设计才会使得建筑抗侧力能够连续起来,使得房屋的抗震水平不再受到制约。

(3)房屋抗震横墙的设计。在房屋的抗争设计中,充分考虑抗震横墙之间的间距以及墙体之间的距离限制也是抗震设计中的一个较为重要的因素,只有把这些限值充分考虑到房屋的建筑设计中才不会影响建筑水平地震力的传递,增加建筑抗震的承载力度,满足建筑设计的抗震要求,不会出现墙面裂开或者坍塌的现象发生。

结语

总而言之,对于房屋建筑而言,设计人员和建筑人员应当更加注重抗震性能和稳定性能的突出,明确安全性的设计原则,采用先进的抗震方式,以此来保障房屋建筑良好的抗震性,实现现代房屋建筑结构的安全性和舒适性。只有做好这方面的工作才能促进社会的发展和进步,对维护社会秩序和保障社会稳定做出应有的贡献。

参考文献:

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建筑结构抗震设计中,建筑结构设计人员需要正确认识抗震设计的意义和价值,并且加大了对建筑抗震设计要点的控制力度,从而优化和完善建筑结构的抗震性能,保障群众的生命财产安全。为此,研究抗震设计在建筑房屋结构设计中的应用具有积极的现实意义。

1建筑工程结构抗震设计的重要性

抗震设计在建筑工程结构设计中占据着重要的位置。首先,能够完善工程结构的抗震性能。工程人员可采取切实可行的技术手段,增强建筑工程结构承受地震作用的能力,从而维持工程结构的稳定性和安全性。其次,有助于提高建筑工程结构整体刚度。在工程设计中,建筑工程结构的刚度存在十分明显的不足,这也是其在地震作用下产生变形或塌陷的主要因素。抗震设计中,设计人员需根据工程实际采取多种措施增加结构刚度,强化抗震能力。最后,建筑工程抗震设计也可减轻地震对建筑工程结构的负面影响,以削弱地震灾害对社会的不利影响。

2建筑工程结构抗震性设计的基本原则

为优化建筑工程结构设计中的抗震性能,完善建筑抗震设计,设计人员应准确把握建筑工程结构抗震设计的主要原则。

2.1简单化原则

在建筑工程结构设计中,结构形式越简单,计算简图越明确,地震作用传递途径也越直接。与复杂的建筑结构体系相比,简单的建筑工程结构体系可增加力学计算的准确性,从而有效平衡项目结构设计,最大限度地避免结构设计过于复杂度高所引发的设计不全面问题。同时,建筑形体的规则性还可减少地震灾害对建筑结构的负面影响,弱化地震作用过程中的力学传递效果,优化建筑的抗震性能。

2.2抵抗性原则

为有效加强建筑工程结构在地震作用下的稳定性和安全性,应在结构体系设计中全方位考虑地震作用。为此,设计人员在工程结构设计期间,要建立相对科学和完善的抗震体系模型,确保发生地震灾害时,建筑结构依然能够保持相对稳定性,抵御地震灾害的负面作用,也可充分展现模型的预防性作用和优势。上述工作也是建筑结构抗震设计中的重点内容。为加强结构的稳定性和安全性,要求合理设置抗震能力,且抗震性能设置不宜过大,需保障其自身结构体系力学的平衡性效果。

2.3合理性原则

科学合理的结构布局可以有效抵御地震作用时造成的冲击力,提升建筑的抗震能力。因此,在工程结构抗震设计中,设计人员要从结构的整体特点入手,将在地震作用下可能首先发生位移或形变的建筑部位找出来,并对导致这一部位出现形变的原因进行分析,找出设计不合理之处,进而对现有的结构布局进行优化和调整。然后再次重复同一的实验,直至整个布局受力平衡且无明显变形或形变位置为止。建筑结构抗震设计中,遵循合理性原则,可对建筑结构形态、连接部位特征以及受力情况等进行综合分析与考量,合理调整结构性能参数,科学选择材料设备,提高建筑结构设计质量,降低地震灾害对建筑的影响,减少坍塌问题的产生。

3抗震设计在建筑结构设计中的应用

随着社会经济发展速度的加快,人们对生活质量的要求越来越高,建筑作为生活及工作中的重要组成部分,人们对其要求也在逐渐提升。若想切实的保障建筑工程的施工质量,则就需要切实的做好建筑结构设计工作,并在其中融入抗震设计内容,一方面避免建筑建立在危险区域的可能,另一方面对建筑结构进行优化调整,对其性能及受力状态进行重新设计,以提升建筑强度、承载性能,提高建筑整体的稳定性和安全性。

3.1科学选址

建筑抗震结构设计中,建筑选址尤为关键,虽然突发的地震灾害可能使建筑物轰然倒塌,但科学合理的地理位置也可显著提高建筑物的抗震能力。在发生地震灾害时,建筑结构可能产生明显的移位现象。不同结构和不同性质的土体上,位移的程度也会存在较大的差异。如建筑结构设置于无法满足工程建设要求的土体上,不仅不利于完善建筑结构的性能,而且也会加大建筑物坍塌的风险。为此,在建设项目选址的过程中,要以可有效控制地震作用影响的地区为首选,并全方位考量附近地形和地貌概况,将工程建设在平坦开阔的区域,注重建筑物周边土体的密实度和稳定性,进而承受不同的荷载组合。若无法避开不利地质区域,设计人员可以发挥自身的专业优势和技术优势,采取切实可行的改进措施,根据建筑的抗震能力,采取有效的地基基础设计和加大上部结构刚度的措施,最大限度地减少地震灾害对建筑结构的负面影响。

3.2设置多道抗震防线

在建筑物抗震设计的过程中,设计人员应根据实际设置多道抗震防线,采取该设计模式可控制地震对建筑物的不利影响。在建筑结构设计中,应在抗震体系中应用延性优势较为明显的构件,这也是建筑结构抗震的第一道防线。或者也可设置多种其他的建筑构件,形成第二和第三道防线。发生地震灾害时,如第一道防线受损,则可充分利用其他防线的作用和功能承受地震灾害所带来的冲击,为人们的生命财产安全提供有力保障。多到抗震防线的设置也能够消减地震作用力对建筑结构的威胁,尤其是对高层建筑的威胁,保证建筑在地震灾害中的稳定性,降低危险系数,减少对居民及周边环境的连带影响。

3.3合理布局,控制地震能量

采取减少地震作用的方法可有效减轻地震灾害对建筑结构造成的负面影响。为严格控制地震灾害产生的能量,在建设土木工程结构的过程中,还需认真分析建筑物位移动作的影响因素,且在结构设计的过程中注重因素的合理预测与定量分析,以期在结构设计的过程中减弱地震震动产生的能量。同样重要的是,发生地震时,为严格控制建筑物可能出现的破损和变形问题,需认真分析和设计建筑底部位置的塑性变形,这种方法在地质硬度较高的土木工程建设中具有十分显著的优势。在设计过程中,工作人员应将结构间的关系及力传导方向等进行思考和分析,合理利用结构间的协作关系,实现对地震能量的消减和把控,降低地震能量波集中传导对局部建筑结构带来的影响和威胁,保证建筑的质量。在力传导分析中,要做好应力均衡划分的思考,避免局部应力过大带来的威胁,保证建筑结构的质量。

3.4加强结构抗震设计

3.4.1防震缝设计

以预防地震为基本原则组织抗震结构设计,对于无法满足设计要求的建筑,可以在特定位置设置防震缝,合理利用防震缝分解建筑内部结构,使建筑内部结构成为独立于其他结构的重要单元。缝隙两侧也需预留结构宽度,保证防震缝两侧建筑完全分离。如出现地震作用,则防震缝可有效减轻地震产生的波动,以规避建筑的某个部分影响建筑结构的其他部分。

3.4.2抗震墙设计

建筑结构设计中,如发生严重的地震灾害,则建筑物抗震墙所受的影响最为明显。墙体受到地震作用后,会产生不同程度的裂缝问题,如问题较为严重也会引发建筑倒塌的情况。所以,抗震墙设计也成为建筑结构设计中的关键内容。墙体设计需要高度满足建筑抗震性能的要求。在建筑结构设计中,可采取精细化设计方式。墙体横向设计期间,始终坚持均匀设计原则,确保发生地震灾害时,墙体不易产生横向位移。在墙体纵向设计阶段,为抵御严重的地震灾害,要规避墙体竖向裂缝,这里纵向设计与横向设计的有机结合可有效减轻地震灾害对建筑结构的不利影响。同时也可提高建筑结构的承载力。通常情况下,建筑刚度与墙体的数量有着十分密切的联系,如墙体的数量无法满足工程结构设计的要求,则建筑结构的刚度过小,进而造成建筑位移过大,降低建筑结构的抗震能力。所以,抗震墙设计和布置在抗震设计中占据着极为关键的位置。

3.4.3构件设计

现代房屋建筑建设中,工程质量与结构稳定性关系密切。轻质高强的工程受地震作用的影响较小,也可减少地震灾害所引发的生命财产损失。为维持建筑结构的稳定性,要求人员采取有效措施减轻结构的自重。在规范施工的前提下,减轻结构重量,采用低质高强的材料能更好的维护房屋整体结构稳定性,增强其抵御地震的能力。

结语

现阶段,我国的地震灾害发生频率显著上升,为有效减轻地震灾害对人们日常生活的负面影响,在建筑结构设计期间,务必高度重视结构抗震设计,分析和总结建筑结构设计中的过往经验,将总结的经验教训应用于工程结构设计中,且做好建筑的防震缝设计、抗震墙体设计以及构件设计,以此提升建筑结构抗震设计水平,优化房屋抗震性能,加快现代建筑行业的前进脚步。

参考文献

[1]王艳红.抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用分析[J].居舍.2019(13)

[2]杨德明.抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用[J].住宅与房地产.2019(06)

[3]肖凯峰.简述抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用[J].城市建筑.2020(05)

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一、目前多层砌体房屋抗震设计中存在的主要问题

(1)城市住宅砌体房屋建设中,房屋超高或超层时有发生,尤其是底层为“家带店”的砖房,高度经常超过限值。(2)在“综合楼”砌体房屋中,底层或顶层有采用“混杂”结构体系的,即为满足部分大空间需要,在底层或顶层局部采用钢筋砼内框架结构。有的仅将构造柱和圈梁局部加大,当作框架结构。(3)住宅砌体房屋中,为追求大客厅,布置大开间和大门洞,有的大门洞间墙宽仅有240mm,并将阳台作成大悬挑(悬挑长度大于2m)延扩客厅面积;部分“局部尺寸”不满足要求时,有的不采取加强措施,有的采用增大截面及配筋的构造柱替代砖墙肢;住宅房屋中限于场地或“造型”,布置成复杂平面,或纵、横墙沿平面布置多数不能对齐,或墙体沿竖向布置上下不连续等等。

二、多层砌体结构抗震设计意见

(1)抗震概念设计。一是房屋的高度和层数。历次震害证明,砌体房屋的层数越多,高度越高,它的地震破坏程度越大。现行建筑抗震设计规范(GB50011―2010)对多层砌体房屋的总高度和总层数有了强制性规定:多层砌体房屋的总高度及层数应满足抗震规范的限值。二是2.1.2结构体系。应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系。同一结构单元中应采用相同的结构类型,不应采用砌体结构与底框砌体结构或内框架砌体结构或框架结构等“混杂”的结构类型。墙体布置应满足地震作用有合理的传递途径。纵横向应具有合理的刚度和强度分布,应避免因局部削弱或突变造成薄弱部位,产生应力集中或塑性变形集中;对可能出现的薄弱部位,应采取措施提高其抗震能力。三是科学布局建筑平面和立面。建筑设计应符合抗震概念设计的要求,不应采用严重不规则的设计方案,即使不可避免时,也应尽量在适当部位设置防震缝,将体型复杂,平面特别不规则的建筑布局分割成几个相对规则的独立单元。在实际工程设计中,应尽可能兼顾建筑造型,又满足使用功能要求的前提下,将平面布置、立面外观造型设计得较为规整、简洁、美观大方,结构质量中心与刚度中心相一致;同时又能有效地提高工程的抗震性能。(2)抗震计算。多层砌体结构的抗震计算,可采用底部剪力法。对平面不规则和竖向不规则的多层砌体结构,宜采用考虑地震扭转影响的分析程序。目前,多层砌体结构的抗震设计中,不作抗震验算是较普遍的现象,这样就必然存在不安全和浪费的问题。(3)抗震措施。保障砌体结构的抗震措施,是砌体房屋“大震不倒”和不作“二阶段设计”的关键。多层砌体结构的抗震措施内容较多,概括起来,可分为四个内容。一是构造柱和圈梁的设置。多次震害调查,圈梁是多层砌体结构的一种经济有效的措施,可提高房屋的抗震能力。由于圈梁的约束作用使楼盖与纵、横墙构成整体的箱形结构,能有效地约束预制板的散落,使砌块平面倒塌的可能性大大降低,充分发挥各片墙体的抗震能力。圈梁与构造柱一起对墙体在竖向平面内进行约束,限制墙体裂缝的开展,保证墙体的整体性和变形能力,提高墙体的抗剪能力。设置圈梁还可以减轻地震时地基不均匀沉陷与地表裂缝对房屋的影响,特别是屋盖和基础顶面处的圈梁具有提高房屋的竖向刚度和抗御不均匀沉陷的能力。二是增强砌体房屋的刚度及整体性。房屋是纵、横向承重构件和楼盖组成的一个具有空间刚度的结构体系,其抗震能力的强弱取决于结构的空间整体刚度和整体稳定性。刚性楼盖是各抗侧力构件按各自侧移刚度分配地震作用的保证。现浇钢筋混凝土楼板及屋盖具有整体性好、水平刚度大,具有良好的传递荷载的作用的优点,是较理想的抗震构件,不但可消除滑移、散落问题,增加房屋的整体性,增大楼板的刚度,而且对平面上墙体对齐的要求也可予以适当放宽。三是适当增加墙体面积与合理提高砂浆强度。历次震害表明,多层砌体结构的抗震能力与墙体面积大小及砂浆强度等级高低成正比,提高墙体面积、砂浆强度等级能有效地提高房屋的抗震能力,是减轻震害的有效途径之一。如在6层砖混房屋的抗震验算中,上面几层的地震作用较小,容易满足抗震承载力的要求,而底部一、二层特别是第一层的地震作用力较大,是薄弱层,往往不容易满足要求;但若改变部分墙体的承载面积或适当提高砂浆的强度等级,如将部分240mm宽的承重墙改为370mm宽的墙,或将砂浆强度等级由M5提高到M10,则在抗震结果中显示满足抗震要求。可见在进行6层砖混房屋的抗震验算时,适当增加底部1~2层墙体面积或提高砂浆强度能有效地提高房屋的整体抗震能力。四是加强构件间的连接措施。多层砌体结构各构件间的抗震构造连接是砌体结构抗震的关键。抗震构造连接的部位较多,重要部位的连接措施应满足抗震规范的构造要求。

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1 房屋建筑抗震的重要性

地震属于自然灾害中破坏较大的灾害之一,由于其发生具有很大不确定性,因此目前人类掌握的科技在准确预测地震发生上还存在很大差距。为减少地震给人们的生产生活带来的影响,人们越来越注重房屋建筑的抗震设计。

众多周知,随着我国城镇化不断深入,越来越多的人群跻身于大城市,导致城市人口密度剧增。同时大城市聚集的财富逐渐增多,这种情况下一旦发生地震,往往给社会造成不可估量的损失。为此经过众多建筑专家和相关部门研究形成了房屋建筑抗震规范,即要求房屋遇到小震时不会被破坏,中震时能够进行维护加固,大震时建筑不会倒塌,以将人们的损失降低最小,这足以说明人们对房屋建筑抗震的重视。

2 房屋建筑结构设计中抗震设计需要遵循的基础性原则

2.1 确保建筑结构构件其性能符合设计要

在进行房屋建筑结构设计时,需要确保建筑结构构件的刚度、承载能力、延性、稳定性等属性参数可以满足抗震的基本要求。结构构件设计时,需要依据墙柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件的基本设计原则。在结构构件设计过程中,可能存在着构件薄弱问题,为此,需要采取措施提高其抗震能力,例如调整地震力系数。

2.2 确保建筑结构设置抗震防线数量

抗震结构体系是由若干具备一定延性的分体系构成,通过应用具备延性的结构构件进行分体系连接,从而实现抗震结构体系构建。如在该建筑工程中,其建筑为框剪结构,框剪结构是由延性框架与剪力墙两大分体部分构成,由多肢剪力墙体系组成。在出现地震后,多会伴随发生多次余震,如在建筑结构中仅仅设计有一道抗震防线,则该住宅建筑在经过第一次地震破坏影响后,还需要承受余震带来的损害,通过损伤积累,最终引起建筑物承载力不足,抗震能力丧失最终倒塌。

2.3 确保房屋建筑结构构件强弱关系处理的科学性

在房屋建筑结构抗震设计中,需要针对构件强弱关系进行科学化处理。在楼层内其耗能构件出现屈服后,剩余抗测力构件则仍处于弹性阶段,这种处理方式,能够确保有效屈服保持较长阶段,提高建筑结构抗倒塌能力与延性能力。如抗震设计中存在着部分构件超强,则会导致其他构件相对薄弱,为此,应科学处理构件强弱关系,保障建筑结构抗震性能。

3 对建筑进行抗震设计的主要设计方法

3.1 合理选择建筑场地

应该选择有利于抗震的地质条件,如坚硬的地质、开阔的地势等,缓减地质来袭中建筑地基由于受到强烈震感而沉陷,预防房屋倒塌崩裂。此外,建筑房屋避免在地质松软的不利抗震地带,例如河岸边、山坡边缘等,地震中地质强烈的运动会使得地质松软的地段更加容易倒塌,甚至引发泥石流等其他灾害,软泥容易深陷,安全隐患极大。再则,远离自然灾害高发地段,并发区域会引起连锁反应,引发各种灾害同时爆发,危害性是不可估量的。

3.2 建筑的外形要简单规整

随着抗震学术界对抗震研究的深入,抗震理论有了比较大的发展,对于建筑结构的抗震方法也有了较多的设计思路根据。对地震后的建筑进行的统计结果,发现结构简单对称的建筑不容易被地震波所破坏,具有较强的抗震效果,在设计时要综合考虑当地的地质资料,研究出地震波的传导方向,对建筑细节进行处理,采取有效的连接方式,以增强建筑结构的整体稳定性。建筑的外形设计要尽量简单,避免突出于表面的结构,建筑整体上的重心不能与刚度中心有较大偏移。

3.3 注重增强建筑的整体刚性

建筑的受力部分包括纵向和横向的承重部件,要想使建筑在地震过程中保持整体上的稳定性,就要注重建筑整体上的刚性的增强,目前在建筑过程中所采用的钢筋混凝土结构,就能够较好地实现这样的目的,能使建筑具有较好的整体性,以及较强的水平刚度,能够比较均匀地传递载荷。增大建筑的整体刚性,建筑整体上的受力就较为均匀,可以使建筑在面对地震时,能够有效延迟结构的屈服时间,起到教好的抗震效果。

3.4 概念设计方法

建筑抗震概念设计其基础设计思想与设计原则来源于对地震灾害的认知与建筑工程经验,在其设计思想与原则的指导下,进行房屋建筑总体结构设计,并在此基础上进行细部构造设计。然而地震其突发性十分强,且地震震动存在着随机性,这种实际的存在,导致无法准确预测建筑工程所可能会遭受的破坏力度及相关参数值,为此,在抗震设计过程中,不能单纯依赖于相关计算的结果,还需要综合考虑区域实际,结合抗震设计相关理论知识与工程经验进行综合性设计。

3.5 结构消能减震及隔振设计方法

结构消能减震及隔振设计方法属于一种主动的抗震对策。该方法在房屋建筑体系中设置有隔震层,通过隔震层对地震能量进行阻隔,或在建筑抗测力结构中,设置消能器,通过消能器降低地震能量。这种设计理念,主张通过应用橡胶隔震支座或阻尼器,设置于房屋建筑底部,从而延长构件振动周期,提高阻尼,消减地震能量,保障建筑安全性。

采取概念设计方法进行抗震设计,第一步需要做好建筑选址工作,在确定建筑地址阶段,需要规避抗震危险地段,选择出对于开展抗震具备积极因素的地基与场地。第二步,需要确保平面布置的合理性。建筑整体结构设计与建筑布局直接决定了建筑物动力性能。如建筑布局更合理,更简单,其结构设计满足抗震原则,则可以更好保障建筑物具备良好抗震性能。

3.6 选择具有抗震效果的建筑材料

建筑材料的选择对建筑抗震效果也有一定的影响,随着材料技术的不断进步,具有抗震功能的新材料不断面世,在建筑行业也受到广大设计者的青睐,在建筑时尽量采用框架剪力墙的结构,以钢结构为基础进行建设,在宏观上提高了建筑的刚性和延性,有助于提高建筑结构的稳定性。钢结构相比于目前采用的混凝土结构,遇有更高的强度和韧性,在重量比上也要优于混凝土结构,具有更好的抗震性能。

4 结语

为满足日益增长的人口需求,房屋建筑处在不断的设计与建设中。同时人们对房屋建筑质量要求不断提高,尤其更为注重抗震上的要求,因此,房屋建筑结构设计过程中应加强抗震设计,以提高房屋建筑抗震性能,使其在地震中的破坏降到最低。

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