抗震設(shè)計(jì)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

王爽

摘要：當(dāng)前階段地震災(zāi)害仍然是一種無(wú)法做到有效預(yù)測(cè)的災(zāi)害類型，做好建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)工作是保證建筑工程安全性的準(zhǔn)備措施，也是保證建筑結(jié)構(gòu)在地震災(zāi)害過(guò)程中的有效措施。本文探討了抗震設(shè)計(jì)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：抗震設(shè)計(jì)；房屋建筑；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；應(yīng)用

建筑工程作為人類工作、學(xué)習(xí)和生活的基本場(chǎng)所，其對(duì)于人類正常生活秩序的重要性是不言而喻的。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)人類生活正常秩序的有效維持，保證人類的生命及財(cái)產(chǎn)安全，做好對(duì)建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)是對(duì)建筑設(shè)計(jì)、施工企業(yè)的基本要求。

一、結(jié)構(gòu)抗震對(duì)房屋建筑的重要性分析

作為世界上最大的自然災(zāi)害之一，地震以其傷害性大，且具有突發(fā)性的特點(diǎn)，而對(duì)所有的建筑物帶來(lái)毀滅性的破壞?，F(xiàn)階段，通用的抗震規(guī)范原則為： 在面對(duì)小的地震時(shí)，做到建筑物不受破壞； 在中震時(shí)，造成的破壞能夠通過(guò)維護(hù)恢復(fù)； 在大地震面前，保證建筑物不會(huì)倒塌。這種地震設(shè)計(jì)原則，在促進(jìn)建筑物結(jié)構(gòu)抗震能力方面，起到了積極的指導(dǎo)作用。大多數(shù)的建筑物，抗震性能得到了大幅度的提升，使得近些年地震造成的傷亡，呈逐漸下降的趨勢(shì)。

但是，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則的出發(fā)點(diǎn)是保證人們的生命安全，因此，地震過(guò)后的房屋性能則不在考慮范圍內(nèi)。情況往往是，經(jīng)過(guò)中小地震后，很多建筑物的部分使用功能完全喪失，建筑物處于報(bào)廢狀態(tài)?，F(xiàn)階段，高昂的室內(nèi)裝修、智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)費(fèi)用，比建筑物本身價(jià)值要高，因此地震造成的經(jīng)濟(jì)損失是很大的。因此，提升房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震能力，減少地震帶來(lái)的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失，仍是一個(gè)重要的課題，值得廣大建筑設(shè)計(jì)人員去探索。

二、抗震設(shè)計(jì)在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(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(jì)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(jiǎn)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(cuò)落的豎向結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(qiáng)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(shí)因?yàn)橥钩鑫菝娴慕ㄖ锊糠诌^(guò)高而發(fā)生的鞭梢效應(yīng)。設(shè)計(jì)人員在對(duì)房屋結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要盡可能的按照抗震性能要求進(jìn)行，減少使用極其不規(guī)則的設(shè)計(jì)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麨榱悖嵘@些小個(gè)體的抗震性能，進(jìn)而促進(jìn)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(qiáng)，同時(shí)又不失美觀大方。

2、 增強(qiáng)砌體房屋的剛度和整體性

砌體房屋抗震能力的強(qiáng)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(qiáng)房屋的整體性和剛度，使得平面上墻體對(duì)齊，又能解決房屋散落、滑移的問(wèn)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(duì)砌體房屋的層數(shù)和高度進(jìn)行嚴(yán)格控制，這是無(wú)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(duì)地震災(zāi)害時(shí)，越不堪一擊。因此，在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行，對(duì)總高度和總層數(shù)進(jìn)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(rùn)，不按照抗震設(shè)計(jì)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(shí)，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(duì)建筑的抗震能力有著很大影響。在地震發(fā)生時(shí)，地震力的作用會(huì)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(duì)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(jì)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(shí)要合理、對(duì)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(shí)，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(qiáng)構(gòu)造配筋也是必要的措施。

5、 墻體面積和砂漿強(qiáng)度的選擇

墻體面積大小和砂漿強(qiáng)度等級(jí)對(duì)多層磚混房屋的抗震性能有著較大的影響，因此這兩項(xiàng)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(guò)查詢經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)對(duì)多層磚混房屋進(jìn)行抗震實(shí)驗(yàn)時(shí)，房屋二層以上的部分，在地震發(fā)生時(shí)，受到地震作用力很小，大多數(shù)能夠達(dá)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(qiáng)度等級(jí)時(shí)，底層的抗震承載力明顯增強(qiáng)，基本滿足要求。

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(jìn)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?yàn)檫@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(gè)整體。除此之外，設(shè)置圈梁的另一個(gè)功能是提高墻體的抗剪能力，因?yàn)樵O(shè)置圈梁能夠防止墻體開縫，或者當(dāng)裂縫出現(xiàn)時(shí)避免裂縫的延伸。另外，地震發(fā)生時(shí)，地表會(huì)出現(xiàn)不均勻的沉陷和裂縫，這對(duì)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(lái)的危害。

總而言之，房屋建筑行業(yè)是市場(chǎng)上需求源源不斷的行業(yè)，我們要進(jìn)行不斷地探索，或許我們目前對(duì)于災(zāi)難方面的技術(shù)仍舊有欠缺，但是，我們只要對(duì)于抗災(zāi)設(shè)計(jì)有所重視，就能不斷改善我們的技術(shù)，建造更優(yōu)質(zhì)的建筑。

參考文獻(xiàn)：

[1] 趙宏偉. 房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系選型及抗震設(shè)計(jì)探討[J]. 山西科技. 2012（05）

[2] 王鑫，聶桂蘭. 靜力與動(dòng)力彈塑性分析在超限高層建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J]. 中國(guó)西部科技. 2009（23）

[3] 郭樟根，趙磊，李憫粟，孫偉民. 基于性能的鋼筋混凝土框架校舍抗震鑒定方法及應(yīng)用[J]. 徐州工程學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）. 2015（01）

[4] 王寶通，張偉平，顧祥林. 砌體填充墻框架抗震性能數(shù)值模擬方法分析[J]. 武漢大學(xué)學(xué)報(bào)（工學(xué)版）. 2015（03）

[5] 劉平，張?chǎng)?，王婷，張?ài)娟. 工程結(jié)構(gòu)抗震課程教學(xué)改革初探[J]. 教育教學(xué)論壇. 2015（15）