建筑結(jié)構抗震設計問題和改進建議

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摘要：經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對建筑的抗震能力越來越關注，本文對建筑結(jié)構的抗震設計進行分析，以供后期建筑實際應用中能有理論指導。

關鍵詞：抗震設計；建筑；措施

1.建筑結(jié)構中抗震設計的意義

建筑的抗震設計在避免地震災害的所有措施中具有重要意義。在近年的地震災害報道中，我們根據(jù)新聞數(shù)據(jù)可以真的了解到，按照國家標準的規(guī)范設計的工業(yè)建筑和民用建筑，雖然在地震中收到了不同程度的損害，但是終究沒有倒塌并且在一定程度上保證了人民的生命安全。因此建筑中的抗震設計在震災中保護人民人生安全和減少災難中的經(jīng)濟損失都起到很大的作用。因此在未來的建筑領域的發(fā)展中，強調(diào)和注重抗震設計的理念極具意義。

2.抗震設計的建筑規(guī)劃

2.1地域的選擇。地震區(qū)域內(nèi)的建筑物會被嚴重破壞，建筑設計者們就要先從建筑的場地下手，地質(zhì)條件是決定建筑物在災害中受損程度的第一個因素。首先應該選擇相對開闊并且地質(zhì)硬度對建筑有一定支撐力的地域，減少在地震期間地基的深陷造成的不同程度的房屋倒塌。其次應避免地質(zhì)松軟的河岸、山坡地段，如在地震期間該地段在地震的影響下房屋倒塌的幾率極高。2.2地基設計。房屋建設初期是，如果可以全部建立在天然的地基上或者是樁基上，那就最穩(wěn)妥的辦法，盡量避免天然地基與樁基混搭使用的狀況，這樣直接影響到房屋建筑的整體剛性，也會降低房屋的整體抗震性。房屋建筑的地基深淺度也需注意。房屋建筑的基礎埋置過錢，那就會降低基礎部分的嵌固作用，地震災害來臨的時候，房屋建筑會將強烈的振幅，加大了地震災害的發(fā)生率。設計者在房屋建筑的基礎深度設計部分，應當將埋置深度盡量加大，確保上層建筑的抗震性能。2.3屋頂與墻體的抗震設計。在地震災害中，房屋建筑質(zhì)量越重的受到的災害程度越重，建筑物的質(zhì)量與其地震受損度是成正比的。如果建筑物的質(zhì)量較輕，在地震災害中反而受損度很小，所以受損程度跟房屋建筑的結(jié)構設計密不可分。建筑設計者在對房屋結(jié)構設計的時候，在房屋建筑墻壁材料的選材上，應圍繞著材質(zhì)輕便的材質(zhì)多加考慮，并且在屋頂?shù)脑O計中也不要添加過多的裝飾和附加建筑，避免增加房屋的高度與重量，影響到建筑物對地震災害的抗震性。

3.建筑結(jié)構抗震設計的改進策略

3.1砌體結(jié)構建筑設計改進策略。由于砌體結(jié)構建筑的弱點就在于它的材料與堆砌方式，導致地震來臨的時候在剪切和連接等問題上引發(fā)房屋不同程度的受損或倒塌。房屋的轉(zhuǎn)角處在地震中，所吸收的震力最多最強，因為其剛度之大，又銜接兩個水平的墻體，同時受到兩個墻體水平方向傳來的震力，所以轉(zhuǎn)角處的墻體最先被破壞，改進的建議：建筑施工時應重視構造柱和墻體的施工先后，并且在轉(zhuǎn)角處的墻體之間加入鋼筋和構造柱，加強轉(zhuǎn)角處縱橫墻之間的連接，從而達到提高抗震的目的。3.2框架結(jié)構建筑設計改進策略。建筑結(jié)構抗震設計中不建議采用單跨框架結(jié)構，在《抗震規(guī)范》第6.1.5條規(guī)定，“高層建筑不用采用單跨框架結(jié)構，多層建筑不宜采用單跨框架結(jié)構”。顯而易見，單跨框架的混凝土結(jié)構抗震能力低弱，在08年汶川地震災害經(jīng)驗表明，采用單跨框架架構建筑的學校等其他建筑，在地震災害中倒塌的比例非常大。改進建議：在單跨框架結(jié)構的外側(cè)可設置框架柱。砌體墻針對剛性小、抗震能力低的特性，應按照《抗震規(guī)范》中的規(guī)定，采取相對的措施來減少對主建筑的抗震影響。比如應設置水平懸梁、圈梁、拉結(jié)筋等于主體建筑結(jié)構可靠拉結(jié)。3.2.1剪力墻結(jié)構的改進建議。連系梁端極為敏感的開動剪力墻中，在震災中很容易被震力造成垂直的彎曲和裂縫，還容易出現(xiàn)走向傾斜的剪切裂縫。在汶川地震中剪力墻連梁部位由于剪力過大，而出現(xiàn)了剪力墻與連梁不問出現(xiàn)了很嚴重的十字形受損裂縫。建議設計剪力墻和連梁的時候，如果能讓連梁在強制底部屈服之前發(fā)生彎曲，那么就可以最大效果的消耗地震災害中的地震能量，從而保證墻體不被破壞。3.2.2墻肢破壞的改進建議。由于剪力墻底部墻肢受到的震力最大，極容易出現(xiàn)裂縫和最先被破壞。隨著震力的強度與方向不同，墻肢底部出現(xiàn)的裂縫也不同。有時地震散發(fā)出強大的拉力時，在水平受用的墻肢往往橫向壓力較小，但在底部卻容易出現(xiàn)不同程度的水平裂縫。剪切斜裂縫的情況容易出現(xiàn)在層低但寬度廣的墻肢，而剪力墻高寬比例小時，墻肢出現(xiàn)的斜向裂縫可能會對墻肢更具破壞性。

4.磚混結(jié)構的改進建議

在地震災害的研究中，可發(fā)現(xiàn)多層磚混結(jié)構房屋的抗震能力與墻體的面積是成正比的，因此可通過適當磚混結(jié)構的墻體面積來提高建筑物的抗震能力。多層磚混結(jié)構建筑承載震災能量的部分是底層結(jié)構，為了減輕整個結(jié)構對震災的承載力，設計方案中可在墻體面積上著手。例如墻縱、橫墻屬于磚混房屋的主要承重結(jié)構，因此為了避免在震災發(fā)生時墻體傾斜或倒塌，應在縱、橫墻的布置中多下功夫?？v、橫墻的連接同樣重要，在連接處增加水平拉筋等措施，可以有效地防止地震作用使縱、橫墻交接處被拉開，保證了房屋的整體性。橫墻是震力的主要承載者，確保建筑能夠?qū)M向震力傳遞給橫墻，在設計中橫墻的數(shù)量的距離都應符合抗震規(guī)范要求，避免由于布置問題而使墻體被震力破壞。

5.總結(jié)

近年來隨著地震災害等各種自然災害的不斷發(fā)生，建筑結(jié)構抗震設計越來越受到人們的重視。是否把抗震技術作為當代房屋建筑設計中重要項目看待，直接關系到地震災害來臨時房屋建筑的抗震能力，直接影響到社會的發(fā)展與人民生活的穩(wěn)定。

作者:彭杰

參考文獻

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