民用建筑結(jié)構(gòu)的抗震理念設(shè)計(jì)

1、民用建筑結(jié)構(gòu)的抗震理念設(shè)計(jì)摘要：隨著社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，我們?cè)絹?lái)越重視建筑結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)，抗震設(shè)計(jì)對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中具有重要的意義。本文主要介紹民用建筑結(jié)構(gòu)的抗震理念設(shè)計(jì)的有關(guān)內(nèi)容。關(guān)鍵詞：建筑；民用；抗震；理念；設(shè)計(jì)；原則；引言 民用建筑包括非生產(chǎn)性的民用建筑和公共建筑，是我國(guó)建筑的主要形式。民用建筑與人們的生活居住密切相關(guān)，是日常生活中經(jīng)常使用的建筑形式，研究民用建筑的抗震設(shè)計(jì)。提高建筑物的抗震性能，是防災(zāi)減災(zāi)工作的重要內(nèi)容?，F(xiàn)在就民用建筑的抗震設(shè)計(jì)提出自己的一些思考。 1、 抗震概念設(shè)計(jì)的含義 抗震設(shè)計(jì)是通過(guò)地震作用的取值和抗震措施共同實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)總結(jié)歷次地震災(zāi)害后發(fā)現(xiàn)，對(duì)于結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)來(lái)

2、說(shuō)，“概念設(shè)計(jì)”比“數(shù)值計(jì)算”更為重要。結(jié)構(gòu)抗震性能的決定因素是良好的“概念設(shè)計(jì)”，也就是說(shuō)，“概念設(shè)計(jì)”是結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的首要問(wèn)題。所謂“概念設(shè)計(jì)”是指在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，既要著眼于結(jié)構(gòu)的整體地震反應(yīng)，又按照結(jié)構(gòu)的破壞機(jī)制和過(guò)程，靈活運(yùn)用抗震設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；既要把握整體布置的大原則，又兼顧了關(guān)鍵部位的細(xì)節(jié)，從根本上解決了結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的問(wèn)題，有效地提高了結(jié)構(gòu)自身的整體抗震能力。 2、 抗震設(shè)計(jì)的一般原則 2.1場(chǎng)地和地基 建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的破壞情況有四種： 2.1.1地震時(shí)，在水平和豎向振動(dòng)作用下，建筑物的內(nèi)力和變形驟增，甚至結(jié)構(gòu)的受力形式發(fā)生改變，最終導(dǎo)致建筑物承載力不足甚至于喪失或者變形過(guò)大而破

3、壞。 2.1.2地震作用下，由于節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度不足、延性不夠、錨固失效，使得結(jié)構(gòu)構(gòu)件缺乏可靠的連接，建筑物喪失整體性而遭破壞。 2.1.3地震作用下，由于地基承載力下降或地基土液化，使得地基部分失效甚至于完全失效，最終導(dǎo)致建筑物傾斜、倒塌。 2.1.4由地震引發(fā)的次生災(zāi)害如火山、洪水、滑坡、泥石流等造成建筑物的嚴(yán)重破壞。 所以場(chǎng)地的選擇是建筑抗震設(shè)計(jì)成功的第一步，從選址工作開(kāi)始就應(yīng)該選擇對(duì)抗震有利的地段，盡量避開(kāi)不利的地段，避不開(kāi)時(shí)應(yīng)采取有效措施確保地基的穩(wěn)定性；任何情況下均不考慮在抗震危險(xiǎn)地段建造建筑物。 2.2規(guī)則性建筑 在建筑的方案設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該盡量采用規(guī)則建筑方案，即建筑平、立、剖應(yīng)規(guī)則、簡(jiǎn)

4、單、對(duì)稱；結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度、材料強(qiáng)度和質(zhì)量的分布應(yīng)均勻、連續(xù)，無(wú)突變，因?yàn)椴灰?guī)則的建筑在水平地震作用下也會(huì)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，進(jìn)而破壞。 2.3合理的結(jié)構(gòu)體系 一個(gè)合理的結(jié)構(gòu)體系，首先應(yīng)有明確的計(jì)算簡(jiǎn)圖和合理、簡(jiǎn)潔的傳力途徑，對(duì)于不規(guī)則建筑，應(yīng)采用空間計(jì)算模型計(jì)算地震力，考慮扭轉(zhuǎn)藕聯(lián)影響，使其更接近實(shí)際工況。不在同一結(jié)構(gòu)單元混用受力體系，優(yōu)先選用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)，在多層砌體房屋中優(yōu)先采用橫墻承重的結(jié)構(gòu)體系，在底層框架抗震墻砌體房屋中，優(yōu)先采用混凝土抗震墻。體型復(fù)雜的建筑，設(shè)置合理的抗震縫將上部結(jié)構(gòu)分割成相互獨(dú)立、相對(duì)規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元。 2.4計(jì)算結(jié)果的校核 一般來(lái)說(shuō)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，通常采用計(jì)算軟件進(jìn)行抗震分

5、析，這就要求設(shè)計(jì)人員對(duì)所用軟件的適用范圍、技術(shù)條件、計(jì)算模型等均有深刻的認(rèn)識(shí)和充分的掌握，對(duì)所有計(jì)算結(jié)果，應(yīng)經(jīng)認(rèn)真分析校核，只有經(jīng)分析判斷結(jié)果合理、有效后，方可用于工程實(shí)際。 3、民用建筑的抗震設(shè)計(jì) 在我國(guó)，民用建筑是應(yīng)用最廣泛、涉及面最寬的建筑形式之一在民用建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，搞好抗震設(shè)計(jì)，提高其抗震能力，是預(yù)防和減輕地震災(zāi)害的有效途徑，同時(shí)也是防災(zāi)減災(zāi)工作的重要內(nèi)容。 3.1 目前幾種抗震性能較差的民用建筑的結(jié)構(gòu)形式 （1）砌體結(jié)構(gòu) 多層砌體房屋是我國(guó)最主要的民用建筑，它占我國(guó)農(nóng)村與城鎮(zhèn)的大部分房屋，是量大面廣的典型建筑物，多層砌體房屋一般為3 層7 層，還有部分砌體房屋帶有一定數(shù)量的鋼筋混凝

6、土梁、柱和墻，形成所謂的內(nèi)部框架房屋，底層框架磚房。由于多層砌體房屋多數(shù)為小開(kāi)間房屋，內(nèi)墻很多，故具有較大的抗側(cè)力剛度。但砌體是脆性材料，變形能力很小，很容易開(kāi)裂，可能對(duì)內(nèi)裝修造成破壞。在跨度開(kāi)間較大的墻體，樓梯間等結(jié)構(gòu)抗震能力較弱的部位和構(gòu)件，地震作用下墻就會(huì)易出現(xiàn)剪切型交叉裂縫，還常常出現(xiàn)局部塌落。 （2）磚木結(jié)構(gòu) 磚木結(jié)構(gòu)指建筑物中豎向承重結(jié)構(gòu)的墻、柱等采用磚或砌塊砌筑，樓板、屋架等用木結(jié)構(gòu)。主要在偏僻的廣大農(nóng)村中存在，由于這種結(jié)構(gòu)建造簡(jiǎn)單，材料容易準(zhǔn)備，費(fèi)用較低。但磚木結(jié)構(gòu)的砌筑砂漿強(qiáng)度低且縱橫墻連接不牢，整體性差，抗震性能不好，在遭遇較低烈度地震時(shí)就極易破壞。 3.2 以上幾種民用建

7、筑的抗震設(shè)計(jì) （1） 選擇經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)形式 一個(gè)結(jié)構(gòu)單元應(yīng)采用同種結(jié)構(gòu)體系，剛度布置需均勻。為了充分發(fā)揮各構(gòu)件的抗震能力，確保結(jié)構(gòu)的整體性，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)遵循以下原則：結(jié)構(gòu)應(yīng)具有連續(xù)性，結(jié)構(gòu)的連續(xù)性是使結(jié)構(gòu)在地震作用時(shí)能夠保持整體的重要手段之一；保證構(gòu)件間的可靠連接，提高建筑物的抗震性能，保證各個(gè)構(gòu)件充分發(fā)揮承載力，關(guān)鍵的是加強(qiáng)構(gòu)件間的連接，使之能滿足傳遞地震力時(shí)的強(qiáng)度要求和適應(yīng)地震時(shí)大變形的延性要求；增強(qiáng)房屋的豎向剛度，在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)使結(jié)構(gòu)沿縱、橫兩個(gè)方向具有足夠的整體豎向剛度，并使房屋基礎(chǔ)具有較強(qiáng)的整體性，以抵抗地震時(shí)可能發(fā)生的地基不均勻沉降及地面裂隙穿過(guò)房屋時(shí)所造成的危害。 （2）抗震

8、防線的設(shè)置 地震有一定的持續(xù)時(shí)間，且可能多次往復(fù)作用，通過(guò)對(duì)地震后倒塌建筑物的分析，地震的往復(fù)作用使建筑物遭到嚴(yán)重破壞，但最后倒塌則是由于結(jié)構(gòu)因被破壞而喪失了承受重力荷載的能力。適當(dāng)處理單元承載能力的強(qiáng)弱關(guān)系和結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力的強(qiáng)弱關(guān)系使其形成兩道或更多道防線，這是增加結(jié)構(gòu)抗震能力的重要措施 （3）增強(qiáng)砌體房屋的剛度及整體性 砌體房屋是縱、橫向承重構(gòu)件和樓蓋組成的一個(gè)具有空間剛度的結(jié)構(gòu)體系，其抗震能力的強(qiáng)弱取決于結(jié)構(gòu)的空間整體剛度和整體穩(wěn)定性。剛性樓蓋是各抗側(cè)力構(gòu)件按各自側(cè)移剛度分配地震作用的保證?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板及屋蓋具有整體性好、水平剛度大的優(yōu)點(diǎn)，是較理想的抗震構(gòu)件，不但可消除滑移、散落

9、問(wèn)題，增加房屋的整體性，增大樓板的剛度，而且對(duì)平面上墻體對(duì)齊的要求也可予以適當(dāng)放寬，因作為以剪切變形為主的砌體結(jié)構(gòu)，層間變形是可控制的。較強(qiáng)的樓板及屋蓋水平剛度使荷載傳遞具有良好的條件，平面上，當(dāng)墻體不對(duì)齊時(shí)，現(xiàn)澆樓板及屋蓋能起到一定的傳遞水平力的作用，同時(shí)樓、屋蓋現(xiàn)澆增加了樓板對(duì)墻體的約束。因此，采現(xiàn)澆樓、屋蓋是一種較好的增強(qiáng)樓房結(jié)構(gòu)空間剛度和整體穩(wěn)定性的方法，在適當(dāng)?shù)牟课辉鲈O(shè)構(gòu)造柱，并配置一些構(gòu)造鋼筋，也能達(dá)到增強(qiáng)結(jié)構(gòu)整體性的作用；另外，設(shè)置配筋圈梁可限制散落問(wèn)題，增強(qiáng)空間剛度，提高結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性，從而提高房屋的抗震性能。 結(jié)束語(yǔ) 建筑設(shè)計(jì)人員在日常設(shè)計(jì)工作中，必須學(xué)會(huì)熟練運(yùn)用概念設(shè)計(jì)，并使這一理念貫穿于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作的整個(gè)過(guò)程當(dāng)中，既要嚴(yán)格把握好設(shè)計(jì)的大原則，又要全面考慮諸多因素，最終才能保證設(shè)計(jì)的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性，為社會(huì)創(chuàng)造更多精品工程。 參考文獻(xiàn) 【1】胡聿賢.地震工程學(xué).地震出版社.1988. 【2】龔思禮等.建筑抗震設(shè)計(jì). 中國(guó) 建筑 工業(yè) 出版社.1994. 【3】GB50011-2001，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范.北