房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計常見問題分析與解決措施

摘 要：在城市建設(shè)中的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計必須考慮建筑物的抗震設(shè)計。為了使整個建筑的工程真正可以減少甚至避免地震，抗震設(shè)計是最根本的措施。在本文中，筆者對框架房屋和砌體房屋的建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計常見問題進(jìn)行分析，并提出一些解決措施，希望可以為房屋建筑抗震設(shè)計提供一些參考。

關(guān)鍵詞：建筑結(jié)構(gòu) 框架房屋 砌體房屋 抗震設(shè)計 常見問題 解決措施

中圖分類號：TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（b）-0052-01

地震產(chǎn)生的危害主要是人民群眾的生命和財產(chǎn)受到損失。地震造成建筑物和工程設(shè)施的破壞，并造成二次災(zāi)害。房屋建筑在城市和農(nóng)村都占有很大的面積，與廣大人民群眾的生產(chǎn)和生活密切相關(guān)，是人們正常生活的重要組成部分，是人民群眾的生產(chǎn)和生活的主要場所。做好房屋建筑建設(shè)工程抗震設(shè)防以及抗震設(shè)計，減少未來可能會遇到地震造成的損失，這也是最有效、最根本的措施。在本文中，主要分析框架房屋和砌體房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計。

1 房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中存在的問題

1.1 框架房屋設(shè)計中存在的問題

（1）在平坦的表面上，在橫向剛性的結(jié)構(gòu)，為改變其分布，從而改變地震內(nèi)力的分布狀態(tài)，導(dǎo)致改變結(jié)構(gòu)層的變化，使得在垂直方向上出現(xiàn)薄弱層，對房屋結(jié)構(gòu)造成危害。（2）對主體地震的分析變得困難，不容易選擇合適的地震分析模型，以準(zhǔn)確估計地震響應(yīng)并作出處理，按照我國通用的建筑規(guī)范，處理填充墻對結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度貢獻(xiàn)時，通常被認(rèn)為是減少振動自然周期的行為，從而擴(kuò)大作為一個整體考慮，而不考慮在地震作用下平面和垂直填充墻布局結(jié)構(gòu)是否合理。（3）填充墻設(shè)計的不合理，對建筑的主體造成了影響，還容易產(chǎn)生安全的隱患，對抗震、防震更是有百害而無一利，這都是設(shè)計中存在的比較突出的問題。（4）框架結(jié)構(gòu)的任意樓層不可避免存的在一定數(shù)量的填充墻，在正常情況下，框架柱的填充墻容易產(chǎn)生裂縫。因此，為了避免更大的損害，必須對檢查層的位移漂移角度進(jìn)行限制，必須考慮填充墻的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫的允許程度。不同的材料組成的目標(biāo)間隙的填充墻框架梁，其變形也有一定的差異。因此，在地震比較頻繁的地區(qū)，采用標(biāo)準(zhǔn)化的剛度填充墻是一個合理的選擇。但是現(xiàn)在的設(shè)計中很多剛性填充墻設(shè)計的與要求不符。（5）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下，一般不會產(chǎn)生變形，一旦遇到地震主要依靠自己的結(jié)構(gòu)變形吸收地震能量消耗。綜合各種因素，出現(xiàn)地震的時候利用漂移周期減少層間位移比，如果不考慮填充墻的剛度，或者考慮的不夠詳細(xì)，往往就會出現(xiàn)計算的錯誤而導(dǎo)致彈性因素失去應(yīng)有的作用。

1.2 砌體房屋設(shè)計中存在的問題

（1）城市住宅磚房建設(shè)中，房屋超高或超層時有發(fā)生，尤其是現(xiàn)代的建筑層數(shù)越來越高，底層還建有商場的大型的場所，這都對方陣設(shè)計造成了難題。（2）在公用建筑砌體房屋中，為了滿足需要的大空間，底部和頂層結(jié)構(gòu)很多都是使用“混合”建筑的方式。在底部或頂部的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)就存在著構(gòu)造柱和圈梁的框架結(jié)構(gòu)局部增加從而導(dǎo)致防震抗震功能下降的危險。（3）砌體住宅建筑往往都是追求大空間、大客廳，布置大開間和大門洞，有的大墻之間的厚度只有240 mm，嚴(yán)重的降低了抗震的性能，有的為了延伸住房的使用面積，在進(jìn)行房屋建筑設(shè)計的時候還將陽臺進(jìn)行了擴(kuò)展，但是不采取磚墻構(gòu)造柱數(shù)量增加的加強(qiáng)措施，這就導(dǎo)致抗震性能完全不能達(dá)到要求。（4）多層砌體建筑的抗震設(shè)計，為了追求建筑的美感，往往設(shè)計的抗震功能都不是體現(xiàn)最好的抗震能力的方式。有的設(shè)計人員缺乏的工程經(jīng)驗，對類似的多層磚混砌體抗震設(shè)計強(qiáng)度沒有設(shè)計經(jīng)驗，對多層砌體抗震構(gòu)造柱和圈梁之間的差異沒有采取必要的措施，很多設(shè)計都缺少抗震連接措施，多數(shù)設(shè)計不完整或未交代清楚抗震的方式，在設(shè)計中對建筑的樓梯設(shè)計不合理，有的設(shè)計的樓梯較窄，有的設(shè)計的樓梯位置靠近建筑物兩側(cè)，都不利于地震后的逃生。

2 房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計采取的解決措施

2.1 房屋建筑框架結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計應(yīng)該采取的措施

（1）在設(shè)計階段，一定要對房屋建筑詳細(xì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，把非結(jié)構(gòu)構(gòu)件也要作為抗震結(jié)構(gòu)的一部分進(jìn)行充分考慮，尤其是涉及到非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的質(zhì)量中剛度的強(qiáng)度和變形能力進(jìn)行認(rèn)真的分析；對抗震結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理選擇，以加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的主體剛度，以減少主體結(jié)構(gòu)的變形量，防止非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞；設(shè)計過程中，應(yīng)充分考慮主體結(jié)構(gòu)的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的影響，并考慮在設(shè)計上有可能會出現(xiàn)的短柱位置，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訌?qiáng)；嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，柱箍筋加密區(qū)必須滿足的要求，以避免建筑結(jié)構(gòu)受到施工的影響所造成的安全隱患，降低建筑抗震性能；改造工程必須嚴(yán)格遵守國家的有關(guān)規(guī)定，不得破壞原有結(jié)構(gòu)，以確保結(jié)構(gòu)安全。（2）框架結(jié)構(gòu)的框架受到變形與破壞的機(jī)理是密切相關(guān)的。實(shí)驗研究表明，如果梁承受不住了，對整個框架的影響是很大的，會受到更大的再分配的內(nèi)力和軸向壓縮耗能能力壓制，柱一般在軸向壓力作用下，延性通常是比梁要小的，但是在抗震、防震設(shè)計中也是一項重要的內(nèi)容，如果不采取措施，即使是柱端部都可能會超過計算出的內(nèi)力，會增加鋼筋的梁端塑性鉸壓力，所以在進(jìn)行設(shè)計的時候，必須要保證塑性鉸首先出現(xiàn)在梁端，只有這樣，建筑的抗震性才能做到做好。

2.2 房屋建筑砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計應(yīng)該采取的措施

（1）砌體結(jié)構(gòu)的房屋建筑設(shè)計，必須保證多層砌體承重的房屋的墻厚不能低于240 mm，也不能一味追求建高層，在設(shè)計階段。必須對建設(shè)所在地的各種因素進(jìn)行分析，并結(jié)合國家對建筑抗震的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，給出當(dāng)?shù)啬芙ㄔO(shè)的高層防震、抗震最理想的高度。（2）結(jié)構(gòu)體系。交叉承重墻或垂直和水平的壁系統(tǒng)的承載結(jié)構(gòu)，應(yīng)優(yōu)先考慮。相同的結(jié)構(gòu)單元，應(yīng)該使用同一類型的結(jié)構(gòu)，不應(yīng)使用“混合型”結(jié)構(gòu)或磚混結(jié)構(gòu)住房。如樓梯間，煙道應(yīng)采取措施改善其抗震能力。（3）平、立面布置?？箓?cè)向力結(jié)構(gòu)的布局和建筑布局應(yīng)排除，對稱平面應(yīng)具有良好的整體形狀。縱向和橫向的墻布局不能對齊，樓梯不應(yīng)該是住房的盡端和轉(zhuǎn)角處。垂直部分建筑外立面，橫向剛度的結(jié)構(gòu)應(yīng)該是均勻變化，墻體上下沿垂直布局應(yīng)該是連續(xù)的，以避免剛度突變。避免的抗側(cè)力構(gòu)件的承載能力受到橫截面的結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度以及材料水平的自底向上的垂直突變。（4）抗震計算作為抗震設(shè)計的重要組成部分，是保證滿足抗震能力的基礎(chǔ)。多層砌體抗震計算建議采用底部剪切方法。應(yīng)使用不規(guī)則的平面和豎向不規(guī)則多層砌體，扭轉(zhuǎn)地震分析程序的影響。

3 結(jié)語

綜上所述，地震災(zāi)害涉及到人類的生命和財產(chǎn)安全，是人類生活面臨的重要的問題，也是建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的主題之一。因此，在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的時候，必須充分考慮到抗震設(shè)計，這已經(jīng)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中占據(jù)非常重要的位置，在設(shè)計時只有采取適當(dāng)?shù)拇胧苑乐沟卣饘ㄖ锏脑斐傻木薮笃茐?，為減少地震的損失與危害在設(shè)計上作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)，以保護(hù)人民的生命和財產(chǎn)安全。

參考文獻(xiàn)

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