關(guān)于房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)淺述

【摘要】建筑安全問題一直是威脅著人們生命安全的重大問題，尤其是遇到自然災(zāi)害時。在地震中，如果建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能低下，那么在面對震級比較大的地震時，將有可能造成較大的經(jīng)濟(jì)損失，甚至是人員傷亡。如何使建筑結(jié)構(gòu)在面臨地震等災(zāi)害時所受到的損失降到最低，是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)注的焦點(diǎn)。本文就針對建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)問題展開討論。

【關(guān)鍵詞】建筑結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計(jì)

1.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的重要性

眾所周知，地震主要是通過波的形式，從地震發(fā)生的震源開始通過地基以及巖石向四周迅速傳播，從而使建筑基礎(chǔ)以及地面以上的結(jié)構(gòu)發(fā)生無規(guī)律的往復(fù)振動和強(qiáng)烈變形。在發(fā)生地震時，由于建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部容易產(chǎn)生強(qiáng)大的應(yīng)力和變形，這些變化如果超過了結(jié)構(gòu)材料所能承受的極限時，就會發(fā)生破壞。 下圖為經(jīng)歷過地震破壞后的某教學(xué)樓：

由圖可見，經(jīng)歷過地震破壞后，原建筑物一層消失，二層直接變?yōu)橐粚?。本圖恰恰反映了建筑結(jié)構(gòu)的安全性對人們生命財(cái)產(chǎn)的重要程度和抗震設(shè)計(jì)的重要性。

2建筑結(jié)構(gòu)中的抗震設(shè)計(jì)方式

2.1根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)性能目標(biāo)設(shè)計(jì)抗震結(jié)構(gòu)

在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)時，主要考慮設(shè)計(jì)的目標(biāo)：就是在地震來臨之時，建筑結(jié)構(gòu)能夠有較高的抗震性能，提高安全性。所以在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，首先應(yīng)該明確建筑物所在地的抗震設(shè)防烈度，根據(jù)數(shù)據(jù)分析建筑物在發(fā)生地震時所能承受的強(qiáng)度以及保證內(nèi)部房屋不被破壞的性能指標(biāo)（即抗震等級），從而進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)。同時，建筑物的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件也應(yīng)采取相應(yīng)的構(gòu)造措施進(jìn)行適當(dāng)設(shè)計(jì)，使其能夠有一定的抗震承受力。在設(shè)計(jì)中，要充分考慮結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)性能指標(biāo)，從而設(shè)計(jì)出抗震性能滿足規(guī)范要求的目標(biāo)建筑物。

2.2根據(jù)建筑的結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)抗震結(jié)構(gòu)

目標(biāo)建筑物選用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，需要嚴(yán)格控制鋼筋混凝土主要構(gòu)件的橫截面尺寸和最小配筋率來進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)。在進(jìn)行磚混結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，普遍運(yùn)用的構(gòu)造方式是根據(jù)規(guī)范要求嚴(yán)格控制建筑物的層數(shù)、層高以及整體高度；利用構(gòu)造柱、圈梁等構(gòu)造措施提高建筑物的整體抗震性能。若擬建工程中有突出屋面的樓梯間，進(jìn)行設(shè)計(jì)時構(gòu)造柱則應(yīng)延長到頂部，并與頂部圈梁進(jìn)行連接，同時所有墻體還應(yīng)設(shè)置通長鋼筋及鋼筋網(wǎng)片予以加強(qiáng)。這樣一來，突出部分能夠與主要結(jié)構(gòu)部分融為一體，使整體結(jié)構(gòu)能夠有更強(qiáng)的承受力。

2.3根據(jù)建筑場地設(shè)計(jì)抗震結(jié)構(gòu)

為了能夠使建筑結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的抗震性能，可以選擇合適的建筑場地進(jìn)行建筑規(guī)劃。場地類別對抗震設(shè)計(jì)也有著較大影響。GB50011-2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中明確規(guī)定：建筑場地為Ⅲ類、Ⅳ類時，對設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.15g和0.3g的地區(qū)，除本規(guī)范另有規(guī)定外，宜分別按抗震設(shè)防烈度8度（0.2g）和9度（0.4g）時各抗震設(shè)防類別建筑的要求采取抗震構(gòu)造措施。

除此之外，場地類別的不同對計(jì)算結(jié)果也有一定的影響。下面以具體工程為例：

工程概況：新疆維吾爾自治區(qū)沙雅縣某教學(xué)樓，地上五層，層高3.9m，室內(nèi)外高差0.6m，抗震設(shè)防烈度為7度（0.1g），設(shè)計(jì)地震分組為第三組，抗震設(shè)防類別為乙類，框架結(jié)構(gòu)，抗震等級為二級。平面布置如下圖（陰影處為后澆帶）：

為對比不同場地類別下抗震計(jì)算的差異，擬建兩個模型：即模型一（場地類別Ⅱ類）；模型二（場地類別Ⅲ類）。分析結(jié)果如下：

從上表可以看出，場地條件較好時相同模型下的樓層最大位移較小，場地條件較差時樓層最大位移甚至有不滿足規(guī)范要求的情況，針對不滿足的情況則需要對整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。因此，位移的控制影響到結(jié)構(gòu)整體布置中框架梁、柱的截面尺寸以及配筋。由此得出，場地的類別對抗震設(shè)計(jì)有著重要的影響。

3.提升建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)質(zhì)量的有效措施

3.1合理、科學(xué)地選擇結(jié)構(gòu)形式

目前在我國應(yīng)用的大多數(shù)建筑結(jié)構(gòu)形式（主要是鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)以及磚混結(jié)構(gòu)）同時建筑結(jié)構(gòu)的形式受到地域以及設(shè)防烈度等因素的影響。因此，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，首先應(yīng)該根據(jù)規(guī)范的受限條件、建設(shè)方的要求、經(jīng)濟(jì)方面的考量，合理、科學(xué)地選擇建筑結(jié)構(gòu)形式。

3.2選擇合適的建筑場地

在進(jìn)行建筑方案之前，應(yīng)先對建筑場地進(jìn)行實(shí)地考察，結(jié)合地質(zhì)勘查報告，根據(jù)場地土的實(shí)際情況進(jìn)行分析，提出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的最優(yōu)方案。

3.3提高建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的質(zhì)量

由于地震災(zāi)害會產(chǎn)生很大的破壞力，所以在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)時，要有效地提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。目前在我國的建筑行業(yè)中，建筑結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計(jì)水平明顯低于國外發(fā)達(dá)國家，存在著設(shè)計(jì)方案不合理、建筑施工成本較高、建筑物整體重量較大等問題，這樣在地震來臨之時，會造成嚴(yán)重的危害。所以，為了設(shè)計(jì)出比較合理的建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)該嚴(yán)格按照相關(guān)的抗震規(guī)范規(guī)定，選擇合適的場地，認(rèn)真、充分地考慮建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)件承受力、消耗能力、延續(xù)性以及剛度等問題，科學(xué)、合理地進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，從而提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力以及承載能力，提升安全性。

4.總結(jié)

總之，在建筑工程的整個設(shè)計(jì)施工過程中，建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是非常重要的，其中的抗震設(shè)計(jì)直接會影響到整個建筑工程的質(zhì)量，對人們今后的日常生活、生命安全、財(cái)產(chǎn)安全以及外部的社會環(huán)境影響重大。因此，在進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)中，首先應(yīng)該充分認(rèn)識到其重要性，然后了解相關(guān)的抗震規(guī)范要求，結(jié)合實(shí)地考察，科學(xué)、合理地進(jìn)行場地選擇，進(jìn)行結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)，提高建筑結(jié)構(gòu)的抗震性和安全性，從而提高建筑的整體質(zhì)量，使建筑行業(yè)得到更加穩(wěn)定的發(fā)展。

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