研究分析房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)

【關(guān)鍵詞】房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；地震；結(jié)構(gòu)破壞特點(diǎn)；抗震設(shè)計(jì) 

　　1.地震對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)破壞的特點(diǎn) 

　　抗震設(shè)計(jì)作為房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容，直接影響居民生命及財(cái)產(chǎn)安全。因此，在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，必須根據(jù)實(shí)際情況，將抗震設(shè)計(jì)放在重要位置，依據(jù)“抗”和“放”相結(jié)合的原則，嚴(yán)格遵守規(guī)范要求，采取科學(xué)有效的抗震措施，將地震對(duì)建筑物的破壞降至最小化。 

　　1.1結(jié)構(gòu)體系方面。采用“填墻框架的房屋結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)平面內(nèi)柱上端易發(fā)生剪切破壞，外墻框架柱在窗洞處因受窗下墻的約束而發(fā)生短柱型剪切型破壞；采用框架一抗震墻體系的房屋結(jié)構(gòu)，破壞程度較輕；采用“底框結(jié)構(gòu)體系的房屋，剛度柔弱的底層破壞程度十分嚴(yán)重；采用“填墻框架體系的房屋，當(dāng)?shù)讓訛槌ㄩ_式框架間未砌磚墻，底層同樣遭到嚴(yán)重破壞； 

　　1.2地基方面。在具有較厚軟弱沖積土層場地，高層建筑的破壞率顯著增高；地基土液化導(dǎo)致地基不均勻沉降，從而引起上部結(jié)構(gòu)損壞或整體傾斜；建造在不利或危險(xiǎn)地段的房屋建筑，因地基破壞導(dǎo)致房屋損壞。當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)的基本周期與場地自振周期相近時(shí)，因共振效應(yīng)破壞程度將加重。 

　　1.3剛度分布方面。矩形平面布置的建筑結(jié)構(gòu)，電梯井等抗側(cè)力構(gòu)件的布置當(dāng)存在偏心時(shí)，因發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)而使震害加重；采用三角形、L形等不對(duì)稱平面的建筑結(jié)構(gòu)，同樣在地震作用因發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)而使震害加重。 

　　1.4構(gòu)件形式方面。在框架結(jié)構(gòu)中，通常柱的破壞程度重于梁、板；鋼筋混凝土多肢剪力墻的窗下墻通常會(huì)出現(xiàn)斜向或交叉裂縫；配置螺旋箍筋的混凝土柱，當(dāng)層間位移角達(dá)到較大數(shù)值時(shí)，核心混凝土仍保持完好，柱仍具有較大的抵抗能力； 

　　2.房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的抗震設(shè)計(jì) 

　　2.1選擇高質(zhì)量的建筑結(jié)構(gòu)材料。實(shí)踐表明建筑結(jié)構(gòu)抗震性能，除了會(huì)受到建筑結(jié)構(gòu)體系、抗震防線及建筑施工方案等因素的影響之外在多數(shù)情況下還對(duì)房屋建筑的施工材料產(chǎn)生極大地影響。通常，建筑材料強(qiáng)度、建筑材料剛度對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能會(huì)產(chǎn)生很大的影響，而且還會(huì)受到來自建筑材料連續(xù)性及建筑材料均衡性的影響。所以在選取建筑結(jié)構(gòu)材料過程中，一定要對(duì)房屋建筑施工材料的延伸性和剛度進(jìn)行仔細(xì)、認(rèn)真考查，并且同時(shí)最大限度與建筑結(jié)構(gòu)體系相符合建筑施工材料能得到確保。此外對(duì)于建筑施工材料的經(jīng)濟(jì)性能池要予以足夠的重視，以便能最充分的發(fā)揮建筑施工材料的經(jīng)濟(jì)性能從而達(dá)到房屋建筑物的整體性能與單個(gè)性能的最佳配合。 

　　2.2選擇合適的建筑結(jié)構(gòu)體系。要確保建筑物各部分能維持整體性協(xié)調(diào)，最為重要的就是要選擇適合的建筑結(jié)構(gòu)體系，因此在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)抗震概念設(shè)計(jì)過程中，一定要讓所設(shè)計(jì)的建筑物的結(jié)構(gòu)體系同時(shí)滿足這兩大條件：第一穩(wěn)定；第二合適。對(duì)于一個(gè)科學(xué)合理的建筑結(jié)構(gòu)體系而言啟不僅可以有效滿足變形的要求，同時(shí)還可以有效抵抗沖擊力的要求。建筑物要具備一定的剛度這樣才能對(duì)自身的荷載起到一定的承受作用從而有效避免變形的出現(xiàn)此外在發(fā)生地震時(shí)才有可能對(duì)巨大的地震力起到有效緩沖作用而達(dá)到有效避免局部受損的良好效果。因此在選擇房屋建筑物結(jié)構(gòu)體系時(shí)，既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)算的明確性盡可能在建筑結(jié)構(gòu)體系中不使用轉(zhuǎn)換層這樣在發(fā)生地震時(shí)可以有效避免房屋建筑物傾斜或局部受損等現(xiàn)象的出現(xiàn)。 

　　2.3提高抗震設(shè)計(jì)等級(jí)。近幾年一些地震災(zāi)害頻頻出現(xiàn)，給我國造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。研究表明，以地震災(zāi)害分析50年為一個(gè)分析周期，而小震的重現(xiàn)世間為50年，小震災(zāi)害已經(jīng)超過抗震設(shè)計(jì)安全烈度的概率為62%；中型地震的重現(xiàn)世間為475年，中震災(zāi)害已經(jīng)超過抗震設(shè)計(jì)安全烈度的概率為10%；大型地震的重現(xiàn)世間為2000年，大震災(zāi)害已經(jīng)超過抗震設(shè)計(jì)安全烈度的概率為2%。因此，一些建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專家指出，我國地震多發(fā)地帶應(yīng)該及時(shí)提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震等級(jí)，嚴(yán)格控制建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，確保建筑結(jié)構(gòu)的抗震穩(wěn)定性。 

　　2.4軸壓比和短柱設(shè)計(jì)。在建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中，為了提高結(jié)構(gòu)的抗震性，需要減小柱的軸壓比，增大柱的截面尺寸。減小柱軸壓比的主要目的是為了使柱子處于大偏心受壓狀態(tài)，避免縱向受力鋼筋未達(dá)到受拉屈服而混凝土卻被壓碎的情況發(fā)生。由于柱的剛性強(qiáng)度比較高，使得整體結(jié)構(gòu)的延性就差，當(dāng)發(fā)生地震災(zāi)害時(shí)，結(jié)構(gòu)吸收地震能量和耗散能量就少，使得結(jié)構(gòu)很容易發(fā)生破壞。所以在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，通常采用強(qiáng)柱弱梁設(shè)計(jì)方法，且梁具有很好的延性，可以發(fā)生適量的變形，就會(huì)減少柱子進(jìn)入屈服強(qiáng)度的可能性，且在設(shè)計(jì)時(shí)可以適當(dāng)增大軸壓比。此外，許多高層建筑底層的柱子長細(xì)比小于4，但不能依據(jù)長細(xì)比小于4則判斷是短柱。因?yàn)槎讨�的確定因素是柱的剪跨比，只有柱的剪跨比小于等于2才是短柱。 

　　2.5建筑形體及構(gòu)件布置的規(guī)則性。平而不規(guī)則的主要類型有：扭轉(zhuǎn)不規(guī)則、凹凸不規(guī)則、樓板局部不連續(xù)，具體可以體現(xiàn)到對(duì)結(jié)構(gòu)分析軟件的計(jì)算結(jié)果的分析判斷，如扭轉(zhuǎn)不規(guī)則，體現(xiàn)在：位移比不宜大于1.2且不應(yīng)大于1.5，周期比對(duì)于A級(jí)高度建筑不應(yīng)大于0.90豎向剛度不規(guī)則的主要類型有：側(cè)向剛度不規(guī)則、抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)、樓層承載力突變等，如側(cè)向剛度不規(guī)則就要求本層的側(cè)向剛度不小于相鄰上一層的70。及其上相鄰三個(gè)樓層側(cè)向剛度平均值的80。等。如設(shè)計(jì)結(jié)果不滿足，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)模型重新進(jìn)行分析，調(diào)整梁柱布置及截而，盡量做到使結(jié)構(gòu)規(guī)則。如確實(shí)滿足不了，則應(yīng)對(duì)薄弱部位進(jìn)行重點(diǎn)加強(qiáng)。如平而規(guī)則而豎向不規(guī)則的建筑，剛度小的樓層的地震剪力，規(guī)范要求乘以不小于1.15的增大系數(shù)。 

　　2.6混凝土建筑構(gòu)造上必須保證延性。經(jīng)歷過一些地震災(zāi)害的影響之后，鋼筋混凝土建筑想要有效保證其建筑抗震能力，在進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的時(shí)候就必須保證建筑物在地震環(huán)境中有足夠承載能力！由于地震的影響，建筑物結(jié)構(gòu)就會(huì)進(jìn)入塑形階段，非常容易產(chǎn)生變形！針對(duì)上述鋼筋混凝土的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，為了能夠更好地進(jìn)行抗震，處于地震多發(fā)帶的鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)，一定要按照延性框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)！在建筑物設(shè)計(jì)過程中，必須要首先保證建筑物薄弱區(qū)域的承受能力以及強(qiáng)度方面的質(zhì)量，只有這樣才能夠有效保證整個(gè)建筑物的強(qiáng)度！另外，增加建筑結(jié)構(gòu)的延展性也能夠有效提高建筑物的抗變形能力，將地震的破壞性降到最低，有效提高建筑物的抗震能力。 

　　2.7重點(diǎn)部位的設(shè)防。對(duì)于房屋建筑中容易出問題的環(huán)節(jié)，重要的環(huán)節(jié)可以人為的對(duì)其加強(qiáng)，此外破壞后容易引起大面積倒塌的構(gòu)件，也應(yīng)作加強(qiáng)處理等等。 

　　3.結(jié)束語 

　　由于地震災(zāi)害的爆發(fā)具有不確定性、隨機(jī)性，因此在抗震設(shè)計(jì)中，需要在工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的開始階段正確掌握地震災(zāi)害的能量輸入、建筑結(jié)構(gòu)的類型、結(jié)構(gòu)體系、剛度分布等主要方面，這樣可以從根本上消除房屋建筑結(jié)構(gòu)中抗震較薄弱的環(huán)節(jié)。 

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