房屋建筑抗震设计范文

时间:2023-07-17 09:51:56

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篇1

中图分类号:TU2 文献标识码:A文章编号:

现阶段,人类对地震荷载的认识还很不成熟,而对于属于脆性结构的砖砌体房屋建筑,重视概念设计,辅以计算设计,是可以达到“三水准”要求的,因此该结构形式仍然是一种经济、安全、实用的结构形式。

1 房屋建筑抗震设计

抗震概念设计是指利用抗震经验,通过合理地定性判断对建筑场地的选择、建筑平(立)面和结构体系、抗震构造措施等重要问题进行抗震设计处理。由于地震本身的随机性、各种结构之间的差异以及结构本身的复杂性,在遭受地震作用后其破坏机理和破坏过程的复杂性,目前的抗震计算设计仍处在较低水平,尚未达到科学的严密程度。因此,在目前要使建筑物具有尽可能好的抗震性能,首先应从大的方面入手,做好抗震概念设计,从根本上消除建筑物种薄弱环节,然后再辅以必要的抗震计算。如果整体的概念设计没有做好,计算工作再细致,也很难有效地控制抗震薄弱环节,从而也难免在地震时建筑物不发生严重破坏,甚至倒塌。所以,我们应该重视房屋震害的实地考察,找出房屋抗震的薄弱环节,总结出有益的抗震措施,做好建筑结构的抗震概念设计,对砌体结构这种脆性材料来说,建筑抗震概念设计更为重要。

1.1 合理的平面、立面布置平面布置应规则、均匀、简单,尽量避免凹凸形状,多采用一字型平面,以利于抗震。平面布置复杂,致使质量中心与刚度中心不重合,在地震作用下产生扭转效应,大大加剧地震的破坏作用。对不规则型平面砌体房屋僵住,其伸出部分应尽量短,转角或交叉部分墙体应拉通,使水平地震作用能通过贯通的墙体传递到相连的另一侧,否则应当考虑设置抗震缝加以分离,缝宽为50—100mm,这样可以避免地震时建筑物的两侧如凹凸部位产生的过大应力集中,以及房屋质量中心与刚度中心因不重合产生扭转作用。房屋的窗口大小尽量一致,窗间墙应等宽且均匀布置,上下门窗宜对齐。立面布置应力求体型平整规则,承重墙体上下对齐,连续贯通,尽量避免局部突出。在一般地基条件下,砌体结构房屋层数越多,高度越高,其震害程度和破坏率也越大。因此,对这类结构房屋的总高数和层数等方面做出规定,是一种既经济有有效地抗震措施,对保证多层砌体结构房屋不致因整体弯曲而破坏也是有利的。对于那些现实中我们无法避免的体型不规则的房屋,应注意偏离结构刚心远端的抗震验算,建筑立面应避免头重脚轻,房屋重心尽可能降低,避免采用错落的立面,突出屋面建筑部分的高度不应过高,以免地震时发生鞭稍效应,同时应控制好结构竖向强度和刚度的均匀性。

1.2 合理布置纵墙和横墙多层砖砌体房屋的主要承重构件时纵横墙体,在地震中主要犹豫承重纵横墙在地震力作用下产生裂缝,严重者会出现倾斜、错动、倒塌等现象,进而使房屋遭到破坏。所以合理布置纵横墙对提高房屋抗震性能起到很大的作用。多层砖砌体房屋应优先采用。纵横墙的布置宜均匀对称,沿平面内宜对齐,沿竖向应上下连续,同时一轴线上的窗间墙宽度宜均匀。房屋的空间整体刚度和整体稳定性决定着房屋抗震能力的高低,多层砖砌体房屋一般采用纵墙或横墙承重,由于非承重方向的约束墙体少,间距大,因而房屋该方向刚度较弱,空间刚度和整体性均较差,抗震能力低;在高烈度地区,墙体由于平面外的失稳而先行破坏。进而引起整个房屋倒塌,而在两个方向适当布置纵横墙混合承重的房屋,由于其限制了纵横墙的侧向变形,增强了空间刚度和整体性,对承受纵横两个方向的水平地震作用及抗弯、抗剪都非常有利。墙体布置时,应尽量采用纵墙贯通的平面布置,当纵墙不能不能贯通布置时,可在纵横墙交接处采取加强措施,也可在纵横墙交接处增设钢筋混凝土构造柱,并适当加强构造配筋;必要时还可以每隔一定高度放置水平拉筋(如2Ф6×500,以加强房屋整体性,防止纵横墙交接处被拉开。

1.3 合理确定圈梁和构造柱的位置设置圈梁和构造柱,砌体结构的抗震性能可以大大改善。据研究,若配筋墙体梁端设置构造柱,由于水平钢筋锚固于柱中,使钢筋的效应发挥得更为充分,则可比无构造柱同样配筋率的墙体的承载能力可提高13%左右,而且设置了构造柱和圈梁的砌体结构形成两道防御:第一道是砌体墙只出现宽度不大的裂缝,层间变形不大,构造柱尚未开裂;第二道是砌体裂缝大幅度的发展,靠构造柱及圈梁对砌体约束使墙体大变形消耗输入的地震能量。试验研究发现,砖墙增设构造柱后,位移延性系数增大很多,可达4~6。构造柱出了能够约束墙体的变形,提高砌体的抗剪强度之外,还能增强墙体之间的连接,这些对砌体的抗震都是十分有利的。要确保构造柱和圈梁有效地发挥他们的作用,合理确定它们的位置是至关重要的。建筑抗震规范对此已经做了比较具体的规定,我们一定要严格执行。另外,圈梁应封闭连续,尽可能形成一个个近似矩形或圆形的箍。

1.4 结构空间刚性的设定刚性楼盖体系是保证所有竖向抗侧力构件共同受力的先决条件,建议采用现浇楼屋盖,对于砖混结构体系采用现浇楼、屋盖不仅可消除滑移、散落问题,提高房屋的整体性、增大了楼板的刚度,而且对于平面上墙体对齐的要求也可以适当地放宽,因为作为以剪切变形为主的砖混饥饿否,层间变形时可以控制的,较强的楼、屋盖水平刚度使荷载传递具有良好的条件,平面上当上下墙体不对齐时,现浇楼、屋盖能起到一定的传递水平力的作用,同时楼、屋盖现浇增加了楼板对墙体的约束。砖混结构房屋采用纵墙或横墙承重,由于房屋另一方向约束墙体少、间距大,因而房屋的另一方向刚度较弱,空间刚度和整体性都较差,抗震能力低,在中强地震作用下,墙体由于平面外的失稳而先行破坏,进而引起整个房屋的倒塌。而在两个方向布置适当的纵横混合承重房屋,由于其限制了纵墙的侧向变形,增强了空间刚度和整体性,对承受纵横墙两个方向的水平地震作用,以及抗弯、抗剪都非常有利,抗震性能较纵墙或横墙承重好得多。

1.5 砌体房屋的总层数及总高度限值历次震害表明,砖混结构房屋的震害随着楼层数的增加而加剧。《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)?在总结国内外历次震害经验的基础上,结合我国的国情,并考虑到加设构造柱防倒塌的抗震效果,制定出了我国在不同设防烈度下的砖混房屋总高数和层数限值。设计中房屋总高度和层数限值应同时满足,因为楼盖重量占到房屋总重的一半左右,房屋总高度相同,多一层楼盖就意味着增加半层楼的地震作用。

1.6 其他方面可采用的措施在抗震验算中,多层砖混房屋低层往往不容易满足抗震要求,即使有时在适当部位加设构造柱也不能完全满足抗震承载力验算。为了提高墙体的抗震能力,可在抗震力不够的承重墙段内配置水平钢筋,使地震力由砌体及水平钢筋共同承担。多层砖混结构房屋的楼梯间宜设在每个单元中部,尽量避免将楼梯设在房屋尽端靠近山墙处;突出屋顶的楼梯间,构造柱应伸到顶部与顶部圈梁连接。为了避免个别墙段抗震强度不足首先破坏,导致逐个破坏,进而造成整栋房屋可以通过建筑上的合理布局,结构上的构造措施等多种方法来弥补砌体房屋脆性材料在抗震方面的不足,从而满足抗震要求。在抗震设计时体现以预防为主的设计思想达到“小震不坏,中震可修,大震不倒”的设防目标。对于建筑工程只有在抗震设防,抗震设计和施工质量三方面都符合要求,才能确保建筑工程具备合理的抗御地震的能力。

2 结束语

地震是一种自然现象,至今尚不能科学地定量、定时、定点预测,其破坏具有多发性、连锁性和严重性等特点。对于一些高层建筑物,目前很多设计已经不再局限于“小震不坏,中震可修,大震不倒”的抗震设防标准,对重要结构必要时可以高于上述标准,很多抗震设计思想和方法是在总结国内外工程震害经验的基础上提出来的。

参考文献:

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1我国房屋建筑的结构形式

目前,我国房屋建筑的结构形式主要有以下几种:

(1)以砖石为主要建筑材料的砌体结构;

(2) 以钢筋和混凝土为主要建筑材料的钢筋混凝土框架结构、钢筋混凝土框架―剪力墙结构、钢筋混凝土剪力墙结构;

(3)以钢材为主要建筑材料的钢结构以及钢与钢筋混凝土的组合结构。

砌体结构和框架结构多见于多层建筑,钢筋混凝土剪力墙结构多用于高层住宅;框架结构或框架―剪力墙结构多用于公共建筑,砌体结构或钢筋混凝土剪力墙结构则多为住宅。上述各种结构形式的抗震性能(指结构在大震和小震下的表现各不相同)各有千秋,框架―剪力墙结构和钢筋混凝土剪力墙结构的抗震性能较好,而框架结构和砌体结构的抗震性能相对差一些。如何更好地增强房屋建筑结构的抗震性能,特别是在罕遇的强震作用下的防倒塌能力,应是建筑工程抗震研究的重点。

2 房屋建筑结构抗震设计

2.1 建筑结构抗震规范

建筑结构抗震规范实际上是各国建筑抗震经验带有权威性的总结,是指导建筑抗震设计(包括结构动力计算,结构抗震措施以及地基抗震分析等主要内容)的法定性文件它既反映了各个国家经济与建设的时代水平,又反映了各个国家的具体抗震实践经验。它虽然受抗震有关科学理论的引导,向技术经济合理性的方向发展,但它更要有坚定的工程实践基础,把建筑工程的安全性放在首位,容不得半点冒险和不实。正是基于这种认识,现代规范中的条文有的被列为强制性条文,有的条文中用了“严禁,不得,不许,不宜”等体现不同程度限制性和“必须,应该,宜于,可以”等体现不同程度灵活性的用词。

2.2 抗震措施

在对结构的抗震设计中,除要考虑概念设计、结构抗震验算外,历次地震后人们在限制建筑高度,提高结构延性(限制结构类型和结构材料使用)等方面总结的抗震经验一直是各国规范重视的问题。当前,在抗震设计中,从概念设计,抗震验算及构造措施等三方面入手,在将抗震与消震(结构延性)结合的基础上,建立设计地震力与结构延性要求相互影响的双重设计指标和方法,直至进一步通过一些结构措施(隔震措施,消能减震措施)来减震,即减小结构上的地震作用使得建筑在地震中有良好而经济的抗震性能是当代抗震设计规范发展的方向。而且,强柱弱梁,强剪弱弯和强节点弱构件在提高结构延性方面的作用已得到普遍的认可。

2.3 房屋建筑的抗震设计理念

我国《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)对建筑的抗震设防提出“三水准、两阶段”的要求,“三水准”即“小震不坏,中震可修,大震不倒”。当遭遇第一设防烈度地震即低于本地区抗震设防烈度的多遇地震时,结构处于弹性变形阶段,建筑物处于正常使用状态。建筑物一般不受损坏或不需修理仍可继续使用。因此,要求建筑结构满足多遇地震作用下的承载力极限状态验算,要求建筑的弹性变形不超过规定的弹性变形限值。当遭遇第二设防烈度地震即相当于本地区抗震设防烈度的基本烈度地震时,结构屈服进入非弹性变形阶段,建筑物可能出现一定程度的破坏。但经一般修理或不需修理仍可继续使用。因此,要求结构具有相当的延性能力(变形能力)不发生不可修复的脆性破坏。当遭遇第三设防烈度地震即高于本地区抗震设防烈度的罕遇地震时,结构虽然破坏较重,但结构的非弹性变形离结构的倒塌尚有一段距离。不致倒塌或者发生危及生命的严重破坏,从而保障了人员的安全。因此,要求建筑具有足够的变形能力,其弹塑性变形不超过规定的弹塑性变形限值。

三个水准烈度的地震作用水平,按三个不同超越概率(或重现期)来区分的:多遇地震:50年超越概率63.2%,重现期50年;设防烈度地震(基本地震):50年超越概率10%,重现期475年;罕遇地震:50年超越概率2%-3%,重现期1641-2475年,平均约为2000年。

对建筑抗震的三个水准设防要求,是通过“两阶段”设计来实现的,其方法步骤如下:第一阶段:第一步采用与第一水准烈度相应的地震动参数,先计算出结构在弹性状态下的地震作用效应,与风、重力荷载效应组合,并引入承载力抗震调整系数,进行构件截面设计,从而满足第一水准的强度要求;第二步是采用同一地震动参数计算出结构的层间位移角,使其不超过抗震规范所规定的限值;同时采用相应的抗震构造措施,保证结构具有足够的延性、变形能力和塑性耗能,从而自动满足第二水准的变形要求。第二阶段:采用与第三水准相对应的地震动参数,计算出结构(特别是柔弱楼层和抗震薄弱环节)的弹塑性层间位移角,使之小于抗震规范的限值。并采用必要的抗震构造措施,从而满足第三水准的防倒塌要求。

2.4 房屋建筑结构的抗震设计方法

我国的《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)对各类建筑结构的抗震计算应采用的方法作了以下规定:高度不超过40m,以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构,以及近似于单质点体系的结构,可采用底部剪力法等简化方法;除1款外的建筑结构,宜采用振型分解反应谱方法;特别不规则的建筑、甲类建筑和限制高度范围的高层建筑,应采用时程分析法进行多遇地震下的补充计算,可取多条时程曲线计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。

2.5 我国抗震设计思路中的部分不足

与国外规范相比,我国抗震规范在对关系的认识上还存在一定的差距。欧洲和新西兰规范按地震作用降低系数(“中震”的地面运动加速度与“小震”的地面运动加速度之比)来划分延性等级,“小震”取值越高,延性要求越低,“小震”取值越低,延性要求越高。美国UBC规范按同样原则来划分延性等级,但在高烈度区推荐使用高延性等级,在低烈度区推荐使用低延性等级。而目前我国将地震作用降低系数统一取为2.81,而且还把用于结构截面承载能力设计和变形验算的小震赋予一个固定的统计意义。对延性要求则并未按R-μ关系来取对应的,而是按抗震等级来划分,抗震等级实质又主要是由烈度分区来决定的。这就导致同一个R对应了不同的μ,从而制定了不同的抗震措施,这与R-μ关系是不一致的。这种思路造成低烈度区的结构延性要求可能偏低的结果。

3.建筑抗震设防新标准

目前,我国建筑物的抗震设防标准一般设在6度到9度,目前全国绝大部分地区是7度。汶川地震后,我国对《建筑工程抗震设防分类标准》和《建筑抗震设计规范局部修订》进行了修正,新《标准》按照“对学校、医院、体育场馆、博物馆、文化馆、图书馆、影剧院、商场、交通枢纽等人员密集的公共服务设施,应当按照高于当地房屋建筑的抗震设防要求进行设计,增强抗震设防能力”的要求,提高了这些建筑的抗震设防类别。对部分地区的设防烈度进行了变更,如将都江堰原来的抗震设防烈度7度提高到了8度,青白江和龙泉驿从以前抗震设防烈度6度提高到7度。笔者建议有关部门基于全国范围的地质勘察资料的基础上,对全国各地区的抗震设防标准进行修正,并逐步提高,而不单仅对汶川、玉树等近期发生地震的地区。

4合理的建筑施工和加固措施

4.1合理设计

设计单位应当按照抗震设防要求和工程建设强制性标准进行抗震设计,并对抗震设计的质量以及出具的施工图设计文件的准确性负责。首先,房建场地的选择应避开地震时可能发生地基失效的松软场地,应选择坚硬场地。其次,综合运用抗震原则,以刚度、承载力和延性为主导目标,多道防线刚柔结合,使结构具有多道支撑和抗水平力的体系,同时保证结构体型简单,结构传力和受力途径直接,整体结构和结构构件共同作用。第三,设计中要力图使从地基传入结构的振动能量为最小,使结构具备足够大的、适当的承载能力、延性和耗能能力,以及以减少地震作用下的位移和扭转的刚度。第四,结构布置要力求使刚度、质量、延性、几何尺寸等规整、对称、均匀,避免突然变化。另外,地震是一场灾难,为最大限度地保护人民以及整个社会的利益,确保我国国民经济持续稳定增长,建筑行业在考虑增强房屋建筑抗震能力的同时,也应高度重视由地震引发的次生灾害(最主要的就是火灾)及地质灾害。因此,房屋设计中有必要增加结构抗火设计,同时基础和地基的设计也应充分考虑到地基变形对房屋安全的影响。

4.2正确施工

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中图分类号:TU318 文献标识码:A

1房屋建筑结构基础设计

1.1房屋建筑场地的选择

当地震来袭时,一定范围内会因地震引起的地质运动导致建筑物严重的破坏,所以,地质条件是抗震设计的重要因素。房屋建筑场地的选择非常重要,因为场地地质条件能够影响建筑在地震中的抗震性能。首先,房屋建筑场地应尽量选择在地质坚硬、地势开阔的地方,这些地方抗震性能较高。另外,建筑场地应避免山坡边缘、河岸等地,因为这些地方地质较软,在地震时易发生房屋坍塌或山体滑坡破坏建筑。如果房屋建筑无法避免此类地段,那么应采取有效的措施进行抗震处理。

1.2房屋建筑地基设计

房屋建筑地基设计是关键,因为地基是房屋建筑的基础,地基是否稳定可靠,关系着整个建筑的安全性,也是抵抗地震破坏的基础。因此在房屋建筑地基设计中需要注意几个问题:首先,在房屋建筑地基建造过程中,同一个房屋建筑必须建立在同一性质的地基上,地基应尽量采用天然地基或桩基,避免两种地基混用现象,这样可以增加房屋建筑的整体刚性,避免因地震力作用使地基出现不平衡现象,提高房屋建筑的抗震性能。其次,房屋建筑地基处理时采用的方法应一致,这样才能保证地基受力均匀。最后,地基设计过程中要注意沉降及承载力问题,将不均匀的沉降基础进行合理调整,尽量减少影响地基沉降的因素使其在承载力或是整体结构上达到规范性的要求。

1.3房屋建筑基础设计

房屋建筑的基础设计与地基设计同等重要,房屋建筑基础应按照有关规定深度进行埋设,尽可能增加其深度,因为基础埋设深度不足会影响建筑物的嵌固程度,增加建筑在发生地震时的振动幅度,导致房屋受损。因此,房屋建筑基础埋设要尽可能加深,在基坑回填时尽量夯实,加强建筑基础的稳定性。除此之外,处理好房屋基础与上部结构设计也非常重要,一般情况下,为了保证建筑结构的整体性,基础室外的地坪下尽量不设置内外交圈的基础圈梁,而是在建筑上部结构与基础之间设置构造柱作为连接的圈梁。如果基础土质刚度和强度不符合要求,应在基础底部设置圈梁,提高房屋基础的强度和刚度。

2房屋结构规则性设计

2.1房屋高度与宽度合理

房屋结构中高度与宽度比例是影响房屋建筑抗震性能的较大因素,通常情况下,房屋高度与宽度比值越大,其建筑结构的抗震性能越差,受地震灾害损害越严重。因为,当房屋建筑的高度与宽度比较大时,地震作用下产生的侧移和倾斜现象越明显,而且,房屋建筑的高度越高,受地震力的破坏程度越大,因此,要想使房屋建筑达到抗震要求,必须控制房屋高度与宽度的比例达到限度要求,在地震多发区,不仅其比例要达到限度要求,房屋建筑的高度也要有一定的限制,建筑过高会产生较大振幅,不利于保证建筑的抗震性能。

2.2建筑结构体系分布均匀

房屋建筑结构体系主要是结构刚度和质量的分布问题,在现有的建筑结构抗震设计中,建筑平面结构和立体结构都规则化处理,这种复杂化的结构特点易造成建筑整体刚度及质量分布不均,在地震发生时导致质量中心与刚度中心难以重合,在地震扭转力的作用下,建筑整体出现扭转现象,严重破坏房屋建筑的结构。所以,在建筑结构体系设计过程中要充分考虑这个因素,设计建筑平面与立面要简洁规整、尽量保证结构质量中心与刚度中心重合,减少地震时扭转力的破坏作用。当设计形体不规整的房屋建筑时要针对偏离结构刚心远端墙段进行抗震验算,避免因建筑立面顶部重、基础轻造成整体的重心发生偏移,最终造成鞭稍效应。建筑体系的强度与刚度要均匀分布,保持建筑结构体系的整体性。

2.3防震缝与纵横墙的合理处理

防震缝与纵横墙的处理也非常关键。首先,防震缝在布置过程中,应将建筑物分成几个单独的、规则的结构单元,防震缝两侧的结构应处于分离状态,合理科学的布置防震缝、伸缩缝以及沉降缝,其中后两个缝隙应以防震缝的要求为基础进行设置和布局。防震缝的设计应以房屋高度为参考,其宽度随房屋高度而变化,在防震缝两侧应布置墙。伸缩缝与防震缝联系紧密,其作用是防止砌体房屋在墙体干缩和温差变化的影响下产生裂缝,所以,伸缩缝一般设置在砌体墙体容易出现裂缝的地方。其次,横纵墙作为房屋建筑在地震中的主要承重构件,在抗地震作用中有着重要地位。地震中由于地震力的作用导致房屋墙体出现倾斜、倒塌现象,对横纵墙进行合理处理可减少此类现象的发生。横纵墙的抗震设计一般采用混凝土多层设计,要注意布置均匀、竖向连续、相同方向的墙体宽度适宜。横纵墙的合理布置可以避免因房屋刚性承重墙体少、间隔大、空间整体稳定性差的现象发生,而且合理布置横墙和纵墙可以在一定程度上可以提高建筑整体的抗弯、抗剪水平,在水平地震发生时作用更大。

3 房屋墙体与屋顶的防震设计

房屋建筑的抗震性能还与建筑的整体质量有关,建筑的质量越轻,其抗震性能越好,受地震灾害破坏程度越小,房屋的安全性也就越高,所以,应尽量减少建筑的整体质量,来减少地震对建筑的破坏程度。在建筑整体设计中,房屋屋顶与墙体设计在不影响建筑整体稳定性的前提下减轻质量。首先,房屋建筑墙体质量减轻能够使建筑围护结构变轻,墙体的质量控制主要通过建筑材料控制,选取一些强度好、质量轻的材料建造墙体,达到减轻质量的目的。其次,屋顶设计中,也要选用一些材质较轻的材料,尽量减少屋顶增加对建筑无用的沉重的附属物,不仅增加建筑物的质量,还增加了建筑物的高度,不利于控制建筑结构高度与宽度比例,影响房屋的抗震性能。如果为了建筑物美观,可设计选用一些较矮的、较牢固的、质量较轻的材料,既不影响建筑的外表美观,又不影响建筑的抗震性能。

结语

综上所述,随着地震灾害的频繁发生,房屋建筑结构抗震设计已成为当今建筑设计的关键。尤其在地震多发区,房屋建筑抗震设计的好坏已经直接影响建筑的整体安全与稳定,因此,加强对房屋建筑抗震设计的研究对保证居民人身安全和财产安全具有重要意义。

篇4

1前言

地震是地壳剧烈运动而产生的一种极具破坏性的自然现象。地震带指的是地震集中分布的地域。在地震带中震中密集分布,在地震带外地震中零散分布。通常地震带与地壳构造相联系。在地震带内的地震活动在时间分布上不均匀,各种地震活动性与所在地带地壳介质性质、地壳构造形式和地壳的构造运动强弱有关系。

我国处于世界两大地震带之间,地震发生频率较高,一旦发生地震,波及的范围也很广。据统计,1900年以来,中国死于地震的人数多于55万,在全球因地震灾害死亡人数中占到高达的53%的比例;1949年以来超过百次的破坏性地震袭击了我国22个省,造成了27万余人无辜丧生,这占全国各类灾害死亡人数的54%,因地震致灾的面积达到30多万平方公里,房屋倒塌数量达700万间之多。

地震不仅给人们带来巨大的财产损失和人身伤亡,也对国家的经济发展造成了不可估量的破坏。加强房屋建筑的抗震能力,虽不是阻止这种后果的唯一途径,但却是主要途径。我国房屋建筑主要有砌体结构、框架结构和钢筋混凝土剪力墙结构三种结构形式。每种结构的抗震效果各有千秋,不同的结构用于不同的建筑。

建筑构造学是一门研究建筑物的构成、各个组成部分组合原理与构造方法的学科。建筑结构是构成建筑物并为其使用功能提供应有的空间环境的支撑体,它承担着建筑物的风力撞击、重力、振动等作用下产生的各种荷载;同时还影响建筑构造、建筑整体造型和建筑经济的基本因素。为防止建筑物使用过程中受到各种自然因素和人为因素的影响与破坏,不得不研究像建筑防火、建筑防震建筑防爆、建筑防腐蚀、建筑防尘、建筑辐射防护、建筑屏蔽、地下室防水、变形缝等问题,并采取相应的安全措施。

2房屋建筑抗震技术

2.1隔震技术

隔震技术是目前国际上较为热门的抗震新技术,它是以将像隔震垫等隔震消能装置放置于结构物底部与基础之间,以此来将上部结构和基础隔开,从而达到改变结构的动力作用和结构的动力特性的目的,利于在地震发生时减轻结构物的地震反应。实践证明,很大的垂直承载力、很大的垂直压缩刚度、足够大的初始刚度和较小的水平变形刚度成为隔震技术抵可以抵抗风荷载与轻微地震的优势条件,而且它的耐用性比较好,使用寿命长。因此,这项技术适用于较为重要的像学校、医院、商场、科研机构以及重要的指挥职能单位的地层或多层建筑。

2.2消能减震技术

消能减震技术的原理是在建筑结构的某些部位(像节点、剪力墙、支撑、连接件或者连接缝等)设置消能原件,通过这些消能装置产生的摩擦非线性滞形耗能对地震能量进行耗散或吸收,从而减小了主体结构的水平与竖向地震反应,避免结构产生破坏、倒塌,达到减震抗震的效果。这项技术主要用于一些高层或超高层建筑。

以上两种是房屋建筑中常用的抗震技术,虽然它们可以大幅提高建筑的抗震性能,可是因为施工比较复杂因而难以合理把握,实际运用中还需要合理的房屋建筑设计和科学的施工,以此保证房屋建筑能具有优质的抗震性能。近些年来,随着科学技术的快速发展,一些新思想、新技术、新材料得到了应用,这极大地丰富了增强房屋建筑抗震性能的方法,提高了构件的极限荷载能力,减轻了结构自身重量,有效地减轻了地震带来的灾害。

3增强房屋建筑的抗震性能

3.1合理设计房屋建筑

房屋设计单位须按抗震设防要求以及工程建设强制性标准对房屋建筑进行必要的抗震设计,并对设计的质量和提交的施工图设计文件的准确性负责任。房屋建筑设计应当遵循:(1)房屋建设的场地选择应当选择坚硬的场地,避开地震时有可能会发生地基失效的松软场地;(2)对抗震原则加以综合运用,将刚度、承载力和延性作为主导目标,多道防线刚柔结合,以便使得结构具有多道支撑和抗水平力,同时要保证结构体型简单,结构的受力及传力途径直接,使得整体结构与结构构件共同作用;(3)在设计中应力求使由地基传入结构的振动能量最小,保证结构具备足够的承载能力、外延能力和耗能能力,并使结构能减少地震作用下的位移与扭转刚度;(4)为避免突然发生变化,在结构布置中须力求刚度、质量、延性和几何尺寸等对称、规整、均匀;(5)房屋设计中应增加结构抗火设计,与此同时,基础和地基的设计也需充分考虑地基变形可能对房屋安全的影响,这样可以最大限度的防范因地震引起的次生灾害以及地质灾害,更好地保护人民及社会的利益。

3.2依照设计文件正确施工

只有高质量的施工才能将合理的抗震设计转换为真正能够抗御地震的建筑。若要提高建筑工程的抗震性能需要将抗震设计和施工同样重视,把好双关。有关审查单位在对施工图进行审查时需要将房屋建筑的抗震设防当做专项审查内容,对其质量负责。建设公司、施工单位应当严格按照施工图,选择符合标准的材料,结构配件及设备。相关施工单位需要按照施工图设计文件以及工程建设强制性标准来进行施工,要对施工质量负责。所有相关工程监理单位需要按照施工图设计文件以及工程建设强制性标准来实施监理职责,对施工质量承担应有的监理责任。

3.3对已有的房屋加固

对已有的房屋建筑进行加固改造,也是一种增强房屋建筑抗震效果的比较好的手段。木结构房屋的抗震加固需要根据实际情况进行,采用减轻屋顶重力、加固构件之间的连接、加固木构件、砌砖抗震墙、加强柱间支撑等一些措施;土石墙房屋的加固应根据需要来加固墙体、增强墙体间连接、减轻屋盖重力;多层砌体结构加固可根据需要采用拆砌抗震墙、增设抗震墙、修补灌浆、在外加柱加固、板墙或面层加固、增设支撑加固、设置钢拉杆、长锚杆、对柱和墙采取现浇钢筋混凝土套加固、增设圈梁和构造柱等方法;多层钢筋混凝土结构的加固可以根据需要采用单向框架加固为双向,加强楼、屋盖整体性并增设抗震支撑、抗震墙等构件的方法;框架梁柱根据需要使用钢构套、现浇钢筋混凝土套加固、贴钢板加固、翼墙加固、增设钢筋混凝土抗震墙等措施。

近几十年来,我国对房屋建筑的加固,除了那些已知的传统方法,还开发应用了像高强钢绞线、碳纤维布、高强结构胶、聚合物砂浆这样的材料及预应力技术,这使得我国的建筑加固技术达到国际先进水平。

4小结

综上所述,目前我国在房屋建筑的抗震设计方面面临着两个主要的工作:其一是尽快在建筑设计上提高抗震设防标准,加大抗震技术方面的研究投入,积极推广并应用先进可靠地抗震技术;其二是针对一些已有的建筑物,组织相关的机构展开全面彻底的抗震检查,对全国范围内有抗震隐患的建筑物加以加固或改造。不能再让像唐山地震和汶川地震这样的悲剧重演。尽管现有的科技条件下,所有国家都无法避免地震这样的灾害,但是采取必要的抗震措施还是有助于将灾害带来的灾难降到尽量低,因此,房屋建筑抗震设计技术的研究与应用任重而道远。

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