李广文(唐山三友远达纤维有限公司,河北 唐山 063305 )
房屋建筑结构抗震设计分析
李广文
(唐山三友远达纤维有限公司,河北 唐山 063305 )
摘要:我国是一个地震频发的国家,地震给房屋建筑带来的破坏性伤害是很严重的,为了保证人们生命和财产的安全,就要加强对房屋抗震设计的分析和研究,切实保障房屋建筑的质量。本文从我国房屋建筑结构抗震设计的规定起笔,寻找出抗震结构设计中所采用的方法,对房屋建筑起到参考借鉴作用。
关键词:房屋建筑;结构分析;抗震设计
我国是一个地震频发的国家,每年发生地震的次数约占世界地震次数的1/3,地震灾害严重损害了国内的经济发展与社会发展,并带来了严重灾难。而近些年来随着钢筋混凝土等结构在我国房屋建筑中的广泛应用,在某些特殊情况下出现的房屋质量问题系数也在不断增加。如果在地震发生时房屋如果未经过合理的抗震设计,房屋地震作用下就会产生比较严重的破坏。因此在房屋建筑的结构设计中,需对结构的抗震性能充分考虑。针对地震灾害采取合理抗震措施,通过抗震措施来保证房屋结构具有所需的延性抗震能力,保证房屋建筑结构在强度较大的地震中能够实现不倒塌的抗震设防目的,减少未来可能遇到地震造成的损失,保证建筑结构完整性与人民群众的人身安全。
表1
在我国,房屋建筑结构抗震设计的标准一般分为特殊设防类、重点设防类、标准设防类、适度设防类等四个类别,简称甲、乙、丙、丁。在甲乙类建筑体系设计中应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施,9度时应按比9度更高要求采取抗震措施。而丙类建筑应按本地区抗震设防确定其抗震措施。在丁类建筑中地震作用应按本地抗震设防烈度确定,但抗震措施(6度除外)允许比本地抗震设防烈度的要求适当降低。
在多层和高层现浇钢筋混凝土房屋的结构类型中,当平面和竖向均不规则的结构或建造于Ⅳ类场地的结构出现时,适用最大高度应适当减少。在钢筋混凝土房屋抗震等级的要求中,它的抗震设计一般要满足,如果是框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%的话,那么它的框架抗震等级应按框架结构来定。另外当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,地下一层的抗震等级应与上部结构相同,地下一层一下抗震构造措施的抗震等级可逐层降低一级,但不应低于四级。地下室中无上部结构的部分,抗震构造措施的抗震等级可根据具体情况采用三级或者四级。
对于那些筒体房屋结构抗震的设计要求来说,筒体部分与框架部分楼板一般采用梁板体系。在施工程序及连接构造上我们采取减小结构竖向温度变形及轴向压缩对加强层影响措施来解决。当低于9度采用加强层时,加强层的大梁或桁架与周边框架柱的连接宜采用铰接或半刚性连接。需要注意的是如果是9度的情况出现时就不要采用加强层了。
2.1房屋建筑位置的选择。房屋建筑位置的选择在一定意义上来说决定着房屋质量的好坏,一般地地震可以导致房屋建筑周围地表变化,这样就会造成地基的开裂,导致房屋出现问题。因此在地理位置的选择上,设计人员要对房屋建筑进行合理化选择:如选择开阔的坚硬场地,考虑场地土的刚度大小和场地覆盖层的厚度等。表1给出的是各类建筑物场地的覆盖层厚度参照系数。
2.2房屋建筑材料的选择。一般来说,抗震性房屋建筑材料要选择那些质量优等的材料。要综合考虑保暖、防火等多种因素的存在,比如良好的钢、铝合金结构、木质结构及轻型复合材料等建筑材料作为主体材料。
2.3选择合适的建筑结构体系。首先结构体系要满足稳定性,其次要与建筑结构相配套。此外还要注意建筑物传力途径的明确性,同时又要注意受力计算的明确性,还要保障在建筑体系中不使用转换层,这样就会保障有地震发生时候避免建筑倾斜或局部受损等现象的发生。
2.4做好底层框架抗震墙设计。鉴于我国的地震灾害多数发生在底层,一般突出表现为“上轻下重”的这样一个现象,所以在设计时候要突出底层的墙体比框架柱重,框架柱又要比梁重。这样的设计就会在发生地震时底层破坏的程度比房屋的底层轻得多。除此之外我们还要做到房屋的平、立面布置应规则、对称,同时还需要注意第二层与底层的侧移刚度比要控制适中,要符合:底层框架抗震墙砖房第二层与底层的侧移刚度比值在6度时不应大于3.0,当在7度时不应大于2.5,在8度时不应大于2.0,在9度时不应大于1.5;且均不应小于1.0。
2.5钢筋混凝土框架抗震内力设计。我们尽可能做到在地震作用下的框架呈现梁铰型延性机构,为减少梁端塑性铰区发生脆性剪切破坏的可能性,对梁端的剪力适当调整,使斜截面受剪承载力高于正截面受弯承载力,做到“强剪弱弯”。在实际运用中如不采取这个措施,柱端很可能比梁端先出现塑性铰。因此适当调整柱计算内力并增大配筋,使塑性铰首先出现在梁端,抗震性能较好。
地震是人类生活面临的重要的自然灾害,危及着人民的生命与财产安全。因此,在建筑结构设计的时候,必须充分考虑抗震设计,并有采取适当的抗震措施,尽最大可能确保房屋质量,才能减少地震地震的危害。
但是我们仍需要注意的是,当地震烈度大于5度时,地震对房屋等建筑结构的稳定性产生影响,也只有在当地震烈度在设防范围内时,建筑结构物相对完好。也就是说我国现行的建筑结构设计规范有能力对地震烈度为7~8度以内的地震进行有效设防。所以说地震设防能力相对很低的普通居民房坍塌毁损与人员伤亡所占的比例是极大的,对大型建筑结构抗震深入研究的同时,应提高对普通民房抗震能力的关注。
参考文献
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[2]房屋建筑结构抗震设计常见问题分析与解决措施[J].科技资讯, 2013(14).
[3] 浅谈房屋结构设计中的建筑结构设计优化[J].房地产导刊,2014(02).
中图分类号:TU973
文献标识码:A