房屋結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計探討

高曉東

(晉中市建筑勘察設(shè)計院，山西晉中 030600)

Gao Xiaodong

(Jinzhong Building Survey＆Design Institute，Jinzhong 030600，China)

房屋結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計探討

高曉東

(晉中市建筑勘察設(shè)計院，山西晉中 030600)

介紹了目前常用的房屋結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法，針對房屋結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中存在的問題，從柱梁配筋率、內(nèi)力計算、結(jié)構(gòu)檢驗計算等方面，提出了房屋抗震設(shè)計的優(yōu)化策略，旨在增強房屋的抗震性能。

房屋結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)計，配筋率，抗彎剛度

0 引言

在近些年來，世界各國常常會出現(xiàn)各種自然災(zāi)害，尤其是地震，因而人們越來越關(guān)注房屋結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計，重視建筑工程的安全問題。當(dāng)前大部分房屋抗震設(shè)計人員研究的重點內(nèi)容包括通過有效、合理的抗震設(shè)計，以保證房屋建筑的安全性，將房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計過程中存在的問題進行巧妙避免等。作為房屋結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計工作人員，只有不斷積累自身成功的設(shè)計經(jīng)驗，扎實自身的抗震基礎(chǔ)理論，深入研究抗震設(shè)計，才能在較短時間中，設(shè)計出更為科學(xué)、合理的房屋結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方案，才能有效解決房屋結(jié)構(gòu)抗震中存在的各種問題。因此，本文對房屋結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計進行深入研究，具有重要意義。

1 房屋結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法

1.1 基于抗震的概念設(shè)計方法

基于抗震的概念設(shè)計方法，就是指將建筑工程和地震災(zāi)害等有關(guān)施工經(jīng)驗作為依據(jù)，制定出的一系列抗震設(shè)計觀念和抗震設(shè)計原則，然后由此所開展的一系列房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計，如構(gòu)造設(shè)計、整體性設(shè)計。地震的震動具有自身特征，它是非常復(fù)雜、隨機、非確定的，如果要想準確預(yù)測房屋建筑結(jié)構(gòu)的特性、參數(shù)，其難度是非常大的。通過深入分析房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，如果房屋中的基本結(jié)構(gòu)空間需求無法得到滿足，則應(yīng)將建筑工程的實際情況作為出發(fā)點，嚴格遵守房屋抗震設(shè)計理念，以進行房屋結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計。

1.2 房屋抗震構(gòu)造措施

在整個房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，房屋抗震構(gòu)造措施起著極為重要的作用。只有制定出有效、合理的房屋抗震構(gòu)造措施，才能有效提高房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。不同種類的建筑主體結(jié)構(gòu)，應(yīng)選用不同的抗震構(gòu)造措施。為使房屋建筑整體性得到有效提高，使預(yù)制板散落現(xiàn)象得到有效避免，使房屋倒塌事故發(fā)生率得以有效降低，在設(shè)計磚混結(jié)構(gòu)建筑物時，應(yīng)根據(jù)沿樓板標(biāo)高水平圈梁設(shè)置的實際情況，提高建筑外墻、內(nèi)墻之間的連接性。

1.3 房屋結(jié)構(gòu)隔震、減震設(shè)計方法

一般而言，房屋結(jié)構(gòu)抗震的實質(zhì)，就是指為有效抵抗地震破壞強度，應(yīng)增強房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能。房屋結(jié)構(gòu)隔震、減震設(shè)計方法，就是指在房屋建筑結(jié)構(gòu)體系中，合理設(shè)置隔震層，以有效抵抗地震破壞強度，或者將消能器設(shè)置在房屋建筑結(jié)構(gòu)中，以對地震能量進行有效消減。

2 房屋結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中存在的問題

2.1 柱端彎矩系數(shù)

一般來說，在房屋結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，常常會將強柱弱梁作為一大重要設(shè)計原則，以有效增強房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能，進而當(dāng)發(fā)生地震自然災(zāi)害時，能夠使房屋支撐柱坍塌現(xiàn)象得到有效避免，房屋建筑結(jié)構(gòu)抗性變性能也能夠得到有效改善，有效降低房屋在地震災(zāi)害影響作用下坍塌現(xiàn)象發(fā)生的概率。但是，在建筑施工過程中，我們應(yīng)采取有效措施，保證強柱弱梁要求的滿足。為保證強柱弱梁的實現(xiàn)，當(dāng)前我國在房屋建筑設(shè)計過程中，主要采取的手段為增大彎矩設(shè)計值。如果柱端彎矩系數(shù)不同，則意味著房屋的抗震害能力也是不一樣的。關(guān)于柱端彎矩系數(shù)，我國在房屋設(shè)計抗震標(biāo)準中也對其進行了詳細說明。

2.2 梁內(nèi)力計算

根據(jù)我國現(xiàn)行的房屋抗震設(shè)計標(biāo)準，不難發(fā)現(xiàn)，在對慣性矩進行計算時，應(yīng)對房屋樓板影響因素進行全面思考。通過分析房屋結(jié)構(gòu)后可知，梁跨處部位是受正彎矩作用的，但是在梁接近支座的位置受到的彎矩卻為負彎矩，因此以上兩處位置受到的彎矩作用是不同的。在設(shè)計房屋框架結(jié)構(gòu)過程中，建筑設(shè)計人員必須要對上述內(nèi)容進行深入考慮，為有效提高梁具有的慣性矩，應(yīng)對柱端位置的彎矩值進行適當(dāng)減小。但是，在水平載荷情況中，應(yīng)對樓板帶來的一些影響進行高度重視，為減小各個樓層之間的位移值，應(yīng)將彎矩值進行適當(dāng)減小。但是，這卻和“強柱弱梁”設(shè)計原則之間存在一定的不同之處，同時由于混凝土結(jié)構(gòu)具有獨特性能，因此在設(shè)計房屋框架結(jié)構(gòu)過程中，為遵循強柱弱梁設(shè)計原則，應(yīng)將梁彎矩值進行合理的改變。但是，地震災(zāi)害在發(fā)生時所出現(xiàn)的地震綜合效應(yīng)，主要來自垂直方向和水平方向，為此我們在選用上述房屋框架結(jié)構(gòu)設(shè)計方法時，必須要嚴格進行驗證，以確保該設(shè)計方法的功效得到有效的發(fā)揮。

2.3 梁抗彎剛度

在房屋建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，如果要設(shè)計梁抗彎剛度，則必須要對梁結(jié)構(gòu)的承載力進行全面考慮，同時在設(shè)計梁結(jié)構(gòu)的抗彎性能時，應(yīng)將所有設(shè)計參數(shù)作為依據(jù)，妥善處理梁的抗彎剛度值。目前，我國在房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計過程中，主要考慮樓板兩端受到地震災(zāi)害的影響作用，并未進一步優(yōu)化樓板跨中截面的設(shè)計。但是在地震發(fā)生時，地震會同時影響樓板兩端和跨中的。如果對樓板跨中截面設(shè)計予以忽視，偏重于樓板兩端設(shè)計，則極易導(dǎo)致樓板端面彎度小于梁結(jié)構(gòu)抗彎剛度現(xiàn)象的發(fā)生，這和強柱弱梁設(shè)計原則是完全不相符合的。

3 房屋抗震設(shè)計的優(yōu)化對策

3.1 選取合理的柱梁配筋率

在房屋框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中，房屋結(jié)構(gòu)抗震性能、外力受力情況深受柱梁配筋率的影響。因此，在房屋框架設(shè)計過程中，選用的柱梁配筋率一定要合理。鋼筋抗拉性能、房屋抗震性能深受柱梁配筋率的影響。在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，一定要深入考慮柱梁配筋率的選值。柱子在地震作用下，勢必會受到極大的拉力作用、扭力、雙向偏心作用，另外房屋建筑結(jié)構(gòu)深受其他外界因素的影響作用，因而在設(shè)計過程中，設(shè)計人員一定要合理調(diào)整柱梁的配筋率計算方法，以保證最終選取的柱梁配筋率是合理的。

3.2 內(nèi)力計算方式應(yīng)進行合理調(diào)整

在設(shè)計房屋結(jié)構(gòu)過程中，必須要根據(jù)有關(guān)規(guī)范要求和標(biāo)準，選用有效的內(nèi)力計算方式。在計算、驗證內(nèi)力時，可以運用計算機技術(shù)來進行輔助。但是在一些特殊情況中，僅選用單調(diào)的內(nèi)力計算形式，又比較死板，動態(tài)分析要求根本得不到滿足，同時在建筑施工過程中，還極有可能會發(fā)生施工安全隱患。由于在力傳遞和力分布方面，計算模型還存在很多不足之處，配筋承載力是無法全部獲取的，非常容易出現(xiàn)強梁弱柱問題。因此在房屋建筑抗震設(shè)計過程中，為能夠深入了解建筑結(jié)構(gòu)中力的傳遞、分布情況，通過對內(nèi)力進行高精度計算后，才能保證強柱弱梁結(jié)構(gòu)設(shè)計的實現(xiàn)。

3.3 房屋抗震結(jié)構(gòu)檢驗計算應(yīng)進一步強化

在檢驗房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震結(jié)果過程中，應(yīng)檢驗計算多發(fā)生地震災(zāi)害、罕發(fā)生地震災(zāi)害抗震結(jié)果。其中，在檢驗計算罕發(fā)生地震災(zāi)害抗震結(jié)果時，必須深入分析建筑結(jié)構(gòu)的薄弱層;在檢驗計算多發(fā)生地震災(zāi)害時，必須深入分析建筑層間、頂層的抗震性能。

4 結(jié)語

地震災(zāi)害具有非常大的破壞性，一旦發(fā)生地震，勢必會對房屋結(jié)構(gòu)造成一定的破壞，使人們的生命安全、財產(chǎn)安全遭受到極大的威脅和影響。因此只有對房屋結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計進行優(yōu)化，才能使人們的財產(chǎn)安全、生命安全得到最大程度的保護。在房屋結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計過程中，必須要對建筑受力影響因素進行深入考慮，選用有效的內(nèi)力計算方式，這樣才能使房屋結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計獲得更多科學(xué)數(shù)據(jù)的支撐，使房屋結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計水平得到有效提高。

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Inquiry on building structure aseismic design

The paper introduces common building structure aseismic design methods.In light of problems existing building structure aseismic design，starting from aspects column-beam reinforcement ratio，internal force calculation and structural calculation，it puts forward building aseismic design optimizing strategies，with a view to strengthen building aseismic performance.

building structure，aseismic design，reinforcement ratio，flexural rigidity

Gao Xiaodong

(Jinzhong Building Survey＆Design Institute，Jinzhong 030600，China)

TU352

A

1009-6825(2016)35-0049-03

2016-10-10

高曉東(1964-)，男，工程師