房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要求分析

1、    房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)要求分析    張俊紅【摘要】本文主要圍繞著房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的抗震問題進(jìn)行分析，論述了房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的要求，同時(shí)，分析了應(yīng)該采取何種方式來提高房屋建筑的抗震設(shè)計(jì)水平。以期提高房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能?！娟P(guān)鍵詞】房屋建筑結(jié)構(gòu)；抗震設(shè)計(jì)： tu2 ： a一、前言對于房屋建筑來說，抗震設(shè)計(jì)是其中的一個(gè)重要的設(shè)計(jì)工作，這關(guān)乎房屋建筑能否具有較好的抗震性能，所以，必須要在設(shè)計(jì)過程中做好抗震設(shè)計(jì)，提高房屋建筑的使用安全性。二、抗震概念設(shè)計(jì)1.場地和地基選擇選擇建筑場地時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程需要，掌握地震活動情況、工程地質(zhì)和地震地質(zhì)的有關(guān)資

2、料，對抗震有利、不利和危險(xiǎn)的地段做出綜合評價(jià)。2.注意減輕結(jié)構(gòu)自重地基壓縮變形大小與上部荷載值成正比。因此，減輕結(jié)構(gòu)自重是降低基底附加應(yīng)力，減少沉降的有效措施，對于基礎(chǔ)，可以選用自重輕，覆土少的基礎(chǔ)形式，如寬基淺埋，空心基礎(chǔ)，薄殼基礎(chǔ)甚至箱形基礎(chǔ)，或設(shè)置地下室、半地下室等。對于上部結(jié)構(gòu)，可以選用預(yù)應(yīng)力、輕鋼結(jié)構(gòu)和單位容重小的輕質(zhì)墻體材料，以減輕對地基的壓力，減少地基沉降。3.建筑設(shè)計(jì)和建筑結(jié)構(gòu)的規(guī)則性建筑的平面布置和抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置宜規(guī)則、對稱，平面形狀應(yīng)具有良好的整體作用。建筑平面應(yīng)避免過大的凹凸，避免開大洞造成的樓板局部不連續(xù)；結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜均勻變化，墻體沿豎向布置上下應(yīng)連續(xù)，避免剛

3、度突變；豎向抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的截面和材料強(qiáng)度等級自下而上宜逐漸減小，避免抗側(cè)力構(gòu)件的承載力突變。體型復(fù)雜、平立面特別不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)，可按實(shí)際需要在適當(dāng)部位設(shè)置防震縫，形成多個(gè)較規(guī)則的結(jié)構(gòu)單元。三、房屋建筑抗震的結(jié)構(gòu)要求1、墻體砌筑的抗震要求（一）墻體拉結(jié)筋的施工要求拉結(jié)筋是墻體與框架結(jié)構(gòu)聯(lián)系的紐帶，比較常用的設(shè)置方法有預(yù)留法和后植法，這兩種方法都還存在一定的局限，在不同程度上存在施工隱患。在施工中適合采用框架結(jié)構(gòu)中預(yù)埋短筋，墻體砌筑時(shí)進(jìn)行焊接延長的方法，墻體拉結(jié)筋的焊接應(yīng)保證焊接質(zhì)量和搭接長度的要求。對拉結(jié)筋的間距，規(guī)格，尺寸等，應(yīng)進(jìn)行檢查及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)糾正。（二）墻體砌筑材料的施工要求砌體工程

4、施工前應(yīng)做好排磚工作，磚的組砌方式直接影響到墻體的整體高度。在墻體砌筑中應(yīng)使用實(shí)心磚鋪底，高度為三皮磚，可以較好的控制標(biāo)高、軸線提高整體的強(qiáng)度。不同砌筑塊之間應(yīng)合理考慮組砌方式，以保證墻體的整體砌筑質(zhì)量。（三）墻體砌筑砂漿的施工要求墻體砌筑砂漿是保證墻體整體牢固性的關(guān)鍵組成部分。墻體砌筑施工過程中，應(yīng)及時(shí)調(diào)整砂漿的用水量，并對其他材料嚴(yán)格按照配比單進(jìn)行計(jì)量。墻體砌筑時(shí)，應(yīng)對砂漿飽滿度和灰縫寬度進(jìn)行檢查，必須保證水平縫砂漿的飽滿度。2、框架結(jié)構(gòu)的抗震要求框架結(jié)構(gòu)是以框架梁、柱為主要承重構(gòu)件，后砌填充墻的房屋建筑結(jié)構(gòu)形式?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的抗震薄弱環(huán)節(jié)主要在梁柱節(jié)點(diǎn)機(jī)鋼筋的施工質(zhì)量方面。框架結(jié)構(gòu)縱向抗拉強(qiáng)

5、度實(shí)測值與屈服強(qiáng)度實(shí)測值的比值不應(yīng)小于1.25，且不能用強(qiáng)度等級較高的鋼筋代替原設(shè)計(jì)中的鋼筋。鋼筋接頭宜采用焊接，并不宜設(shè)置在梁端、柱端的箍筋加密區(qū)內(nèi)，同一構(gòu)件內(nèi)接頭的受力鋼筋截面面積占受力鋼筋縱截面面積的一半以下。四、房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中存在的問題1、框架房屋設(shè)計(jì)中存在的問題（一）在平坦的表面上，在橫向剛性的結(jié)構(gòu)，為改變其分布，從而改變地震內(nèi)力的分布狀態(tài)，導(dǎo)致改變結(jié)構(gòu)層的變化，使得在垂直方向上出現(xiàn)薄弱層，對房屋結(jié)構(gòu)造成危害。（二）對主體地震的分析變得困難，不容易選擇合適的地震分析模型，以準(zhǔn)確估計(jì)地震響應(yīng)并作出處理，按照我國通用的建筑規(guī)范，處理填充墻對結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度貢獻(xiàn)時(shí)，通常被認(rèn)為是減少振動

6、自然周期的行為，從而擴(kuò)大作為一個(gè)整體考慮，而不考慮在地震作用下平面和垂直填充墻布局結(jié)構(gòu)是否合理。（三）填充墻設(shè)計(jì)的不合理，對建筑的主體造成了影響，還容易產(chǎn)生安全的隱患，對抗震、防震更是有百害而無一利，這都是設(shè)計(jì)中存在的比較突出的問題。（四）框架結(jié)構(gòu)的任意樓層不可避免存的在一定數(shù)量的填充墻，在正常情況下，框架柱的填充墻容易產(chǎn)生裂縫。因此，為了避免更大的損害，必須對檢查層的位移漂移角度進(jìn)行限制，必須考慮填充墻的非結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫的允許程度。不同的材料組成的目標(biāo)間隙的填充墻框架梁，其變形也有一定的差異。因此，在地震比較頻繁的地區(qū)，采用標(biāo)準(zhǔn)化的剛度填充墻是一個(gè)合理的選擇。但是現(xiàn)在的設(shè)計(jì)中很多剛性填充墻設(shè)計(jì)

7、的與要求不符。（五）鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在罕遇地震作用下，一般不會產(chǎn)生變形，一旦遇到地震主要依靠自己的結(jié)構(gòu)變形吸收地震能量消耗。綜合各種因素，出現(xiàn)地震的時(shí)候利用漂移周期減少層間位移比，如果不考慮填充墻的剛度，或者考慮的不夠詳細(xì)，往往就會出現(xiàn)計(jì)算的錯(cuò)誤而導(dǎo)致彈性因素失去應(yīng)有的作用。2、砌體房屋設(shè)計(jì)中存在的問題（一）城市住宅磚房建設(shè)中，房屋超高或超層時(shí)有發(fā)生，尤其是現(xiàn)代的建筑層數(shù)越來越高，底層還建有商場的大型的場所，這都對方陣設(shè)計(jì)造成了難題。（二）在公用建筑砌體房屋中，為了滿足需要的大空間，底部和頂層結(jié)構(gòu)很多都是使用“混合”建筑的方式。在底部或頂部的鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)就存在著構(gòu)造柱和圈梁的框架結(jié)構(gòu)局部增

8、加從而導(dǎo)致防震抗震功能下降的危險(xiǎn)。（三）砌體住宅建筑往往都是追求大空間、大客廳，布置大開間和大門洞，有的大墻之間的厚度只有240mm，嚴(yán)重的降低了抗震的性能，有的為了延伸住房的使用面積，在進(jìn)行房屋建筑設(shè)計(jì)的時(shí)候還將陽臺進(jìn)行了擴(kuò)展，但是不采取磚墻構(gòu)造柱數(shù)量增加的加強(qiáng)措施，這就導(dǎo)致抗震性能完全不能達(dá)到要求。五、合理的建筑施工和加固措施1、合理設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)單位應(yīng)當(dāng)按照抗震設(shè)防要求和工程建設(shè)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，并對抗震設(shè)計(jì)的質(zhì)量以及出具的施工圖設(shè)計(jì)文件的準(zhǔn)確性負(fù)責(zé)。首先，房建場地的選擇應(yīng)避開地震時(shí)可能發(fā)生地基失效的松軟場地，應(yīng)選擇堅(jiān)硬場地。其次，綜合運(yùn)用抗震原則，以剛度、承載力和延性為主導(dǎo)目標(biāo)，多道防

9、線剛?cè)峤Y(jié)合，使結(jié)構(gòu)具有多道支撐和抗水平力的體系，同時(shí)保證結(jié)構(gòu)體型簡單，結(jié)構(gòu)傳力和受力途徑直接，整體結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)構(gòu)件共同作用。第三，設(shè)計(jì)中要力圖使從地基傳入結(jié)構(gòu)的振動能量為最小，使結(jié)構(gòu)具備足夠大的、適當(dāng)?shù)某休d能力、延性和耗能能力，以及以減少地震作用下的位移和扭轉(zhuǎn)的剛度。第四，結(jié)構(gòu)布置要力求使剛度、質(zhì)量、延性、幾何尺寸等規(guī)整、對稱、均勻，避免突然變化。另外，地震是一場災(zāi)難，為最大限度地保護(hù)人民以及整個(gè)社會的利益，確保我國國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定增長，建筑行業(yè)在考慮增強(qiáng)房屋建筑抗震能力的同時(shí)，也應(yīng)高度重視由地震引發(fā)的次生災(zāi)害（最主要的就是火災(zāi)）及地質(zhì)災(zāi)害。因此，房屋設(shè)計(jì)中有必要增加結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)，同時(shí)基礎(chǔ)和地基

10、的設(shè)計(jì)也應(yīng)充分考慮到地基變形對房屋安全的影響。2、正確施工合理的抗震設(shè)計(jì)必須通過高質(zhì)量的施工才能起到抗御地震的作用，只有把好抗震設(shè)計(jì)和施工兩道關(guān)才能有效地提高建設(shè)工程的抗震性能。施工圖審查單位應(yīng)當(dāng)將房屋建筑抗震設(shè)防作為專項(xiàng)審查內(nèi)容，對施工圖抗震設(shè)防質(zhì)量負(fù)責(zé)。建設(shè)單位、施工單位應(yīng)當(dāng)選用符合施工圖設(shè)計(jì)文件和國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的材料、構(gòu)配件和設(shè)備。施工單位應(yīng)當(dāng)按照施工圖設(shè)計(jì)文件和工程建設(shè)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，并對施工質(zhì)量負(fù)責(zé)。工程監(jiān)理單位應(yīng)當(dāng)按照施工圖設(shè)計(jì)文件和工程建設(shè)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施監(jiān)理，并對施工質(zhì)量承擔(dān)監(jiān)理責(zé)任。3、房屋加固對房屋建筑進(jìn)行加固改造，也是增強(qiáng)房屋建筑抗震性能的有效手段。對于木結(jié)構(gòu)房屋的抗

11、震加固應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，采取減輕屋蓋重力、加強(qiáng)構(gòu)件連接、加固木構(gòu)架、增砌磚抗震墻、增設(shè)柱間支撐等措施；對于土石墻房屋的加固，則可根據(jù)實(shí)際情況采取加固墻體、加強(qiáng)墻體連接、減輕屋蓋重力等措施；對于多層砌體結(jié)構(gòu)的加固，則可采取拆砌或增設(shè)抗震墻、修補(bǔ)和灌漿、外加柱加固、面層或板墻加固、增設(shè)支撐或支架加固、柱、墻垛采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土套加固、設(shè)置鋼拉桿、長錨桿、增設(shè)圈梁、構(gòu)造柱等方法；對于多層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的加固，則可采取單向框架宜加固為雙向框架，或采取加強(qiáng)樓、屋蓋整體性且同時(shí)增設(shè)抗震墻、抗震支撐等抗側(cè)力構(gòu)件的措施；框架梁柱采用鋼構(gòu)套、現(xiàn)澆鋼筋混凝土套加固，或貼鋼板加固；增設(shè)鋼筋混凝土抗震墻或翼墻加固等方法。幾十年來，對房屋建筑的抗震加固，除了傳統(tǒng)的增設(shè)鋼筋混凝土構(gòu)造柱和圈梁、夾板墻、抗震墻、鋼支撐、鋼拉桿、鋼構(gòu)套，以及擴(kuò)大受力構(gòu)件截面等方法之外，還開發(fā)應(yīng)用了高強(qiáng)鋼絞線、高強(qiáng)結(jié)構(gòu)膠、碳纖維布、聚合物砂漿等材料和預(yù)應(yīng)力技術(shù)，使我國的建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)達(dá)到了國際先進(jìn)水平。六、結(jié)束語總而言之，房屋建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)一定要采取相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法，遵循抗震設(shè)計(jì)的原則，采用最先進(jìn)的抗震設(shè)計(jì)技巧，同時(shí)，選用較好的抗震材料，綜