抗震技術(shù)在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

王信君

【摘 要】近年來，地震給我國帶來的損失是難以用金錢估算的，強大的地震災(zāi)害給人們帶來的不僅是巨大的經(jīng)濟損失，還有要面對失去家人的痛苦。地震是一種不可避免的自然災(zāi)害，它是地球板塊運動發(fā)生碰撞或者擠壓產(chǎn)生振動，使得地面上的建筑物或其它事物在外力的作用下發(fā)生變形、崩塌，給人類造成巨大的破壞。所以在現(xiàn)在房屋的設(shè)計中會考慮到抗震設(shè)計，來保證房屋結(jié)構(gòu)的安全，減輕地震給人們帶來的損失。

【關(guān)鍵詞】抗震技術(shù)；房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計；應(yīng)用

引言

抗震結(jié)構(gòu)能力的提升一直是房屋建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，關(guān)于這方面的設(shè)計探究也是很多學(xué)者和施工人員共同面臨的難題，因為房屋結(jié)構(gòu)抗震能力直接和房屋的質(zhì)量、壽命有關(guān)，進一步說，直接關(guān)系到人民的生命和財產(chǎn)安全。作為一個地震頻發(fā)的國家，四川地震、青海地震和云南地震等給我國帶來了嚴(yán)重的人員傷亡和財產(chǎn)損失。因此高標(biāo)準(zhǔn)的建筑結(jié)構(gòu)抗震能力是十分有必要的，將抗震技術(shù)嚴(yán)格的應(yīng)用到從地基到梁的各個環(huán)節(jié)，以確保整體的抗震質(zhì)量，促進整體結(jié)構(gòu)抗震能力的提升。

一、抗震性對于房屋結(jié)構(gòu)的重要性

地震作為一種常見的自然災(zāi)害，具有破壞力大、不易預(yù)測的特點，一旦發(fā)生如果房屋沒有抗震技術(shù)的應(yīng)用，很可能會遭受毀滅性的打擊，給人們的生命和財產(chǎn)安全帶來重大影響。因此，抗震性對于房屋結(jié)構(gòu)的重要性不言而喻。國家抗震規(guī)范中對于建筑的抗震要求是“小震不壞、中震可修、大震不倒”，按照這個要求我國的房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計在抗震性上有了很大的發(fā)展，抗震技術(shù)的應(yīng)用也越來越成熟，有效的降低了地震所帶來的損害，但在現(xiàn)如今人們對生活質(zhì)量要求越來越高，房屋裝飾越來越豪華的大背景下，避免人員傷亡的同時盡最大可能的保護房屋成為了抗震技術(shù)應(yīng)用層面一個新的課題。

二、抗震技術(shù)的基本原理

地震災(zāi)害發(fā)生時，巨大的能量會被釋放出來，以能量波的形式向周圍傳遞，來影響建筑物，使建筑物隨之發(fā)生震動，進而遭到破壞。而建筑物在地震中震動的程度則取決于建筑物自身的阻尼，當(dāng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的建筑物阻尼較大時，就能有效化解地震釋放出來的能量波所引起的震動，降低建筑物的受損程度，因此，抗震技術(shù)的基本原理就是在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計時，滿足其他需求的同時，盡可能的增大房屋自身的阻尼。

三、房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震技術(shù)的應(yīng)用

1、房屋結(jié)構(gòu)構(gòu)件的合理布局

構(gòu)件的豎向和平面布置是該房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，很大程度上影響了房屋的抗震性能。在布局方面，要力求簡潔和規(guī)則。另外，質(zhì)量和剛度的中心接近重合是房屋結(jié)構(gòu)的另一原則，從而有效的提升房屋結(jié)構(gòu)的抗震性能。錯落的豎向結(jié)構(gòu)設(shè)計和頭重腳輕是房屋結(jié)構(gòu)豎向布局的大忌，因此，要適當(dāng)調(diào)整房屋結(jié)構(gòu)的中心，使其趨于最低。在豎向強度和剛度方面，要注意保證其均勻性，尤其要嚴(yán)格控制凸出屋面的部分，避免地震時因為凸出屋面的建筑物部分過高而發(fā)生的鞭梢效應(yīng)。設(shè)計人員在對房屋結(jié)構(gòu)進行設(shè)計時，要盡可能的按照抗震性能要求進行，減少使用極其不規(guī)則的設(shè)計方案。在特殊要求下、非用不可的情況下，要特別注意抗震縫的設(shè)置，適當(dāng)?shù)幕麨榱?，提升這些小個體的抗震性能，進而促進整體結(jié)構(gòu)抗震性能的提升。既保證房屋建筑結(jié)構(gòu)功能齊全，抗震能力強，同時又不失美觀大方。

2、增強砌體房屋的剛度和整體性

砌體房屋抗震能力的強弱主要取決于空間整體穩(wěn)定性和剛度，理想的抗震構(gòu)件是現(xiàn)澆的鋼筋混凝土樓蓋，它的水平高度和整體性能優(yōu)良，既能增強房屋的整體性和剛度，使得平面上墻體對齊，又能解決房屋散落、滑移的問題。為了提高墻體的整體性和穩(wěn)定性，常常要在房屋墻體的適當(dāng)部位增設(shè)構(gòu)造柱和鋼筋，從而改善房屋的抗震性能。

3、砌體房屋的層數(shù)和高度的控制

為了保證房屋建筑的結(jié)構(gòu)性的抗震能力，要對砌體房屋的層數(shù)和高度進行嚴(yán)格控制，這是無數(shù)次的地震災(zāi)害帶給我們的教訓(xùn)。研究表明，層數(shù)越多，高度越大的建筑物，在面對地震災(zāi)害時，越不堪一擊。因此，在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進行，對總高度和總層數(shù)進行合理的控制。在土地資源緊缺的今天，部分開發(fā)商為了攫取更多的利潤，不按照抗震設(shè)計規(guī)范規(guī)定，在技術(shù)條件不成熟的情況下，盡可能多的增加樓層數(shù)。而地震災(zāi)害發(fā)生時，這些樓層往往是遭受破壞程度最大的。

4、合理布置縱墻與橫墻

作為多層磚混房屋的關(guān)鍵承重部分，縱橫墻的布置對建筑的抗震能力有著很大影響。在地震發(fā)生時，地震力的作用會影響承重的縱墻和橫墻，使其出現(xiàn)裂縫，甚至傾斜和倒塌，對房屋造成了嚴(yán)重的破壞，因此縱墻和橫墻的布置是房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要環(huán)節(jié)。承重墻結(jié)構(gòu)體系的選擇原則一般是首選橫墻，或者縱橫墻一起承重。布置時要合理、對稱、美觀。墻體布置方式中，縱墻貫通的布局是首選方案。當(dāng)房屋建筑條件不能滿足縱墻貫通的布局時，為了提高房屋的抗震能力，避免出現(xiàn)建筑物縱墻和橫墻在交接處被拉開的現(xiàn)象，可以在縱橫墻的交接處增設(shè)鋼筋混凝土構(gòu)造柱，為了使其更牢固，加強構(gòu)造配筋也是必要的措施。

5、墻體面積和砂漿強度的選擇

墻體面積大小和砂漿強度等級對多層磚混房屋的抗震性能有著較大的影響，因此這兩項指標(biāo)的選擇合理，可以在很大程度上提升房屋的抗震性能。通過查詢經(jīng)驗數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)對多層磚混房屋進行抗震實驗時，房屋二層以上的部分，在地震發(fā)生時，受到地震作用力很小，大多數(shù)能夠達到抗震承載力標(biāo)準(zhǔn)。而一層和二層的部分，受到的地震作用力較大，屬于薄弱層，在第一層表現(xiàn)的尤為明顯。底層薄弱層是可以加固的，研究表明，當(dāng)合理的增加墻體的承載面積或者砂漿的強度等級時，底層的抗震承載力明顯增強，基本滿足要求。由此可見，減輕震害的辦法之一就是適當(dāng)?shù)脑黾右粚雍投拥膲w面積或者提高砂漿的強度。

6、房屋圈梁和構(gòu)造柱的設(shè)置

水平圈梁的主要作用是連接內(nèi)外墻，進而使房屋的整體性得到大幅提升，在多層磚混房屋建筑中應(yīng)用較多，大多設(shè)置在沿樓板標(biāo)高位置。設(shè)置圈梁的主要目的是發(fā)揮各片墻體的抗震性能，因為這樣做能夠減少預(yù)制板的散落，避免了磚墻平面倒塌現(xiàn)象的出現(xiàn)，將樓蓋和縱、橫墻連接成一個整體。除此之外，設(shè)置圈梁的另一個功能是提高墻體的抗剪能力，因為設(shè)置圈梁能夠防止墻體開縫，或者當(dāng)裂縫出現(xiàn)時避免裂縫的延伸。另外，地震發(fā)生時，地表會出現(xiàn)不均勻的沉陷和裂縫，這對房屋造成的影響是巨大的，而設(shè)置圈梁則能減輕這種現(xiàn)象帶來的危害。

四、提高建筑結(jié)構(gòu)抗震能力的改良方案

1、對地震外力能量的吸收傳遞途徑進行恰當(dāng)合理的布局，保證支墻、梁、柱的軸線處于同一平面，形成一個構(gòu)件雙向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系。在地震作用下構(gòu)件呈現(xiàn)出彎剪性破壞，有效地使建筑結(jié)構(gòu)的整體抗震能力得到提高。

2、要按照抗震等級來對梁、柱、墻的節(jié)點采取抗震構(gòu)造措施，保證在地震作用下建筑物結(jié)構(gòu)可以達到三個水準(zhǔn)的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。按照“強節(jié)點弱構(gòu)件”、“強剪弱彎”、“強柱弱梁”的原則，來合理選擇柱截面的尺寸，注意構(gòu)造配筋要求，控制柱的軸壓比，確保結(jié)構(gòu)在地震作用下具有足夠的延性和承載力。

3、進行多道抗震防線的設(shè)置。在一個抗震結(jié)構(gòu)體系中，在地震作用下一部分延性好的構(gòu)件可以擔(dān)負起第一道抗震防線的作用，而在第一道抗震防線屈服后其他構(gòu)件才逐次形成第二、第三或更多道抗震防線，有效提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震安全性。各地區(qū)要根據(jù)所處區(qū)域的地質(zhì)特征，提高抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)。

4、在可能發(fā)生破壞性比較強的地震區(qū)域，建設(shè)、地震、科技等部門要對建筑技術(shù)規(guī)范進行嚴(yán)格的規(guī)定，從施工保障、材料選用、規(guī)劃設(shè)計、建房選址等方面來加強監(jiān)督檢查和技術(shù)指導(dǎo)，保證建筑設(shè)施能夠符合抗震設(shè)防的基本要求。

5、根據(jù)地震地區(qū)本身建筑物的特點來積極引用抗震減災(zāi)新材料、新工藝、新技術(shù)，并且借鑒發(fā)達國家的技術(shù)和經(jīng)驗，將其推廣應(yīng)用到建筑抗震設(shè)計中。

結(jié)束語

綜上所述，經(jīng)過多年來對建筑結(jié)構(gòu)中抗震設(shè)計的研究，我國的抗震設(shè)計方法已經(jīng)逐漸趨于成熟，但是還有許多需要完善的地方。我們要在嚴(yán)格按照建筑抗震規(guī)范要求的基礎(chǔ)上上，科學(xué)地合理地進行建筑抗震設(shè)計，保證建筑物的穩(wěn)定性和可靠性，促進我國建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計向著高水平方向發(fā)展。

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