抗震设计在房屋建筑结构设计中的运用 谭永和

发表时间:2021/3/11   来源:《基层建设》2020年第28期   作者:谭永和
[导读] 摘要:作为人们生活的主要场所,房屋的抗震能力直接决定着人们在地震来临时安全与否,决定着人们的财产安全是否有直接的保障。
        广东睿博建筑设计研究有限公司  广东省清远市英德市  513000
        摘要:作为人们生活的主要场所,房屋的抗震能力直接决定着人们在地震来临时安全与否,决定着人们的财产安全是否有直接的保障。通过对房屋抗震设计进行更加深入的研究,从房屋内部的结构特点深入挖掘分析,从而在技术手段层面上对房屋抗震能力进行升级,是目前被广泛认为行之有效的一种方式。
        关键词:抗震设计;房屋建筑;结构设计;运用
        1.房屋建筑抗震设计的基本原则
        (1)整体合理性原则。在房屋抗震设计中,要进行整体的规划,将抗震设计融入建筑结构设计中,保证房屋建筑整体的设计符合标准。在具体的设计与建设过程中,对房屋建筑结构设计都有着相应的标准,在满足基本设计要求的同时,加强抗震设计,使得房屋建筑的稳定性、安全性达到整体性的提高。
        (2)科学处理建筑结构构件强弱关系。在进行房屋建筑结构设计时,对于建筑结构构件之间的强弱关系,必须进行科学的、合理的处理,确保统一楼层中的主要耗能构件均屈服之后,其他抗震侧构件依旧处于弹性状态,以保证有效屈服能够维持较长的时间,为房屋建筑结构的抗震性能与延性提供坚实的保障。
        (3)尽可能的设置抗震防线。在房屋建筑结构抗震设计中,可以通过多道抗震防线设置来提高房屋建筑的抗震能力,提高房屋的稳定性。在房屋建筑抗震设计中,还可以增强对地震能量的分散、损耗,采取屈服区分布系统,降低地震的破坏力,避免对房屋建筑大程度的破坏,确保房屋建筑的安全性。
        2.抗震设计在房屋建筑结构设计中的运用
        2.1注意整个建筑工地所处的环境
        房屋设计的过程中,选地是一个非常重要的设计环节。中国有些地区处于地震多发地带,人民的生命财产安全可能会因为地震而遭受到不同程度的威胁。如果房屋不能发挥庇护所的功能,给人们一个稳定的居所,那么就形同虚设。因此,在工程师设计房屋的时候,一定要注意房屋所处的地形地势以及自然环境,尽量避免一些地势险要的地区。如果实在不免不了,就要因地制宜,创造适合当地环境的房屋,同时把防震结构放入其中,让每一所房屋都能够保障人民的生命财产安全。
        2.2地基和基础的设计
        (1)在抗震设计当中,对于同一个房屋建筑,必须建立在同一性质的地基之上。应当单独采用桩基或天然地基,不能两种混用。同时,在处理建筑地基的过程中,应当采用相同的方法,以确保地基受力均匀。在地基设计当中,应当对沉降问题、承载力问题等进行充分的考虑,对不均匀沉降基础,要进行适当的调整,规避造成地基沉降的因素,从而提高建筑地基的整体承载力。
        (2)对于房屋建筑基础填埋深度,必须按照相关规定标准进行,并尽可能增加地基填埋深度,以确保地震灾害发生时,基础不会因填埋深度过浅而导致房屋建筑嵌固的深度较浅,进而导致房屋建筑在灾害中的振幅增大,最终对房屋建筑结构造成严重的破坏。为了充分发挥房屋建筑的抗震性能,应当在规定情况下进行地基深度填埋操作,并做好基坑的回填夯实处理工作,以保持地震灾害发生过程中房屋建筑基础的稳定性。
        (3)房屋建筑结构通常包含基础结构与上部结构两部分,要想充分提升房屋建筑物的整体性,应避免在基础室外的地坪下设置内外交圈的基础圈梁,并且还应在房屋建筑上部结构与基础结构之间设置构造柱,以更好地连接房屋上部结构与基础圈梁。此外,如果房屋建筑基础刚度不足,应在基底部位设置圈梁,以提升房屋建筑基础刚度,从而实现提高建筑物整体抗震能力的目的。
        2.3合理的建筑结构体系
        建筑结构体系对抗震效果有着直接影响,在抗震设计的过程中必须要考虑建筑的整体情况,不能因为个别的建筑结构影响整体建筑的抗震效果。房屋建筑设计的主要目的就是保证结构体系的安全、可靠,只有这样设计出来的建筑物才能满足人们的各方面需求。

建筑结构体系要具有一定的抗灾害能力,每个构件都要满足设计标准,在一个部分出现问题的时候,仍然能够保持整体的结构安全。与此同时,设计人员要对地震的传递路径加以分析,严格控制各项参数的计算,在进行竖向结构的设计中,保证能够承担建筑自身的重力荷载,并具备良好的应力水平。
        2.4建筑的刚度
        首先要考虑到的是采用大量的钢筋混凝土。主要是在已有的钢筋混凝土之上使用“钢结构”对其进行进一步加层加固。加固分为两种情况:(1)如果所需要进行加层的建筑结构的体系是钢结构,上部是钢结构、下部是钢筋混凝土两种不同的体系结构是不符合抗震规范的。因为上下两部分结构的刚度以及阻尼比不一样,是属于不合理的设计。(2)假设屋盖的部分是采用钢结构,而钢筋混凝土仍然是作为整个建筑结构的抗侧力的主要体系,则必须根据相关的规定进行抗震设计。需要注意的是建筑结构刚度一旦过硬,在地震时建筑结构所需承受的地震作用就大,则后果严重,并且会对建筑材料造成大量的浪费;而如若建筑结构刚度过柔,在地震时建筑结构会过大的变形,影响到建筑的本身的强度以及正常使用功能。
        2.5合理布置纵墙与横墙
        作为多层砖混房屋的关键承重部分,纵横墙的布置对建筑的抗震能力有着很大影响。在地震发生时,地震力的作用会影响承重的纵墙和横墙,使其出现裂缝,甚至倾斜和倒塌,对房屋造成了严重的破坏,因此纵墙和横墙的布置是建筑结构设计中的重要环节。承重墙结构体系的选择原则一般是首选横墙,或者纵横墙一起承重。布置时要合理、对称、美观。墙体布置方式中,纵墙贯通的布局是首选方案。当建筑条件不能满足纵墙贯通的布局时,为了提高房屋的抗震能力,避免出现建筑物纵墙和横墙在交接处被拉开的现象,可以在纵横墙的交接处增设钢筋混凝土构造柱,为了使其更牢固,加强构造配筋也是必要的措施。
        2.6刚度、承载力与延性的匹配
        在进行房屋建筑时,刚度、承载力以及延展性等性能指标不是越大越好的。例如在钢筋混凝土剪力墙系统中,如果增加墙的厚度以及数量,会使得刚度加强,但是刚度过强时,会使得地震造成的影响效果更加明显,反而对剪力墙造成破坏。刚度、承载力以及延性这几种性能指标,需要在分析之后进行合适的匹配。
        2.7增多抗震防线的建设
        高层建筑结构防震可以设置多道抗震防线,增强对地震的抵抗力。高层建筑物设置多层的地震抵抗防线,第一道防线遭到破坏之后,有后备的第二道、第三道甚至更多的防线对地震的作用力进行阻挡,避免高层建筑物的倒塌。高层建筑结构进行抵抗地震设计时,可以采用具有多个肢节和壁式框架的“框架剪力墙”等防震结构。
        框架剪力墙具有性能较好的多道防线抗震结构,其中的剪力墙是第一道抗震防线也的主要的抗侧力构件。所以,剪力墙要足够多,保证它的承受能力较高,不小于高层建筑底部地震倾覆力矩的一半。同时,为承受剪力墙开裂后重分配的地震作用,任一层框架部分按框架和墙协同工作分配的地震剪力,不应小于结构底部总地震剪力的20%和框架各层地震剪力最大值的1.5倍两者的较小值。剪力墙结构中剪力墙可以通过合理设置连梁(包括非建筑功能需要的开洞组成多肢联肢墙),使其具有优良的多道抗震防线性能。
        结束语:
        要想降低地震对人们造成的损失,就必须在全方面做好措施,而房屋建筑设计中的抗震设计就是重中之重。由于地震具有不可预知性,所以不知道在什么情况下就爆发了,因此房屋建筑设计中的抗震结构设计对人们的生活来说十分重要。
        参考文献:
        [1]胡方亮.抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用探析[J].江西建材.2019(07).
        [2]曲晓波.房屋建筑结构设计中抗震设计方式探究[J].门窗.2019(03).
        [3]杜倩.建筑结构基于性能抗震设计的问题分析[J].民营科技,2018(11):120.
        [4]翁宇轩.建筑结构抗震设计问题分析[J].住宅与房地产,2018(34):75.
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