城市建筑結(jié)構抗震設計問題的討論

1、城市建筑結(jié)構抗震設計問題的討論【摘要】提高建筑建筑的抗震能力是防護和減少人民 生命財產(chǎn)損失的一種途徑，在面對地震這樣的自然災害時， 人類無法控制只能夠進行力所能及的防護。本文簡述了建筑 結(jié)構抗震設計的重要性以及建筑結(jié)構設計中的結(jié)構抗震設 計，對抗震設計在建筑結(jié)構設計中的應用進行了研究分析。【關鍵詞】抗震設計； ：建筑結(jié)構；多層砌體結(jié)構；結(jié) 構設計地震是一種難以準確預測的自然災害，發(fā)生強震時，可 能在極短時間內(nèi)就會摧毀整個建筑物，進而危及人們生命財 產(chǎn)安全。 歷史經(jīng)驗告訴我們， 對于多發(fā)地震地區(qū)的建筑結(jié)構， 其進行抗震設計和不進行抗震設計，震后結(jié)局大大不同。所 以在城市建筑結(jié)構設計中，我們必須將

2、抗震設計放在突出位 置，嚴格按照最新建筑抗震設計規(guī)范，結(jié)合我國當前社會發(fā) 展情況、地震環(huán)境實際情況、工程抗震實際經(jīng)驗以及建筑工 程抗震相關理論，提出合理的抗震設計方法，從而使建筑結(jié) 構達到抗震性能目標。二、房屋建筑抗震技術的應用 近年來，隨著科學技術的發(fā)展，新思想、新材料、新技 術得到了大量的應用，這大大豐富了提高建筑抗震性能的手 段，提高了構件的極限承載能力，降低了結(jié)構的自重，并更 有效地減輕了地震所帶來的災害。其中，隔震和消能減震就 是建筑結(jié)構減輕地震災害的兩種技術。1、隔震技術。目前，國際上較熱門的工程抗震新技術 就是隔震技術，它是通過把如橡膠隔震墊等隔震消能裝置安 放在結(jié)構物底部和基礎

3、（或底部柱頂）之間，來隔開上部結(jié) 構和基礎，從而改變結(jié)構的動力作用和動力特性，有利于減 輕結(jié)構物的地震反應。實踐證明，隔震技術具有很大的垂直 承載力及垂直壓縮剛度，具有足夠大的初始剛度及較小的水 平變形剛度，能夠抵抗風荷載和輕微地震，且耐久性好，使 用壽命長， 因此， 主要適用于較重要的如學校、 醫(yī)院、商場、 科研機構及重要的指揮職能單位的低層和多層建筑。2、消能減震技術。消能減震技術主要用于高層或超高 層建筑，其原理是指在建筑結(jié)構的某些部位，如節(jié)點、剪力 墻、支撐、連接件或連接縫等，設置消能元件，通過消能裝 置產(chǎn)生摩擦非線性滯回變形耗能來耗散或吸收地震能量以 減小主體結(jié)構的水平和豎向地震反應

4、，從而避免結(jié)構產(chǎn)生破 壞或倒塌，以達到減震抗震的目的。雖然隔震技術和消能減震技術能夠大幅度提高建筑結(jié) 構的抗震性能，但因為施工較復雜，很難合理把握，因此， 在實際運用中，還需要更加合理的設計及科學的施工，以保 證房屋建筑具備優(yōu)質(zhì)的抗震性能。、現(xiàn)有城市建筑結(jié)構抗震設計方法研究1.建筑結(jié)構抗震設計的計算方法在以往抗震設計中，一般以強度為主要控制參數(shù)，但是 經(jīng)歷數(shù)次地震后不難發(fā)現(xiàn)在強烈的地震作用下建筑結(jié)構之 所以會瞬間被摧毀，主要是因為其不具備較強的耗能能力和 變形能力。為此筆者提出基于基礎形態(tài)的設計方法，在具體 設計時，我們可根據(jù)建筑物用途、性質(zhì)確定建筑結(jié)構預期性 能目標，然后結(jié)合抗震設計規(guī)范，對

5、有著不同性能目標的建 筑結(jié)構提出不同抗震設計要求，以此來設防，加以相應抗震 構造措施，使在不可預測地震作用下建筑能達到預期抗震效 果。一、多層砌體結(jié)構震害規(guī)律。（一）墻體的破壞 墻體的破壞主要表現(xiàn)為墻體出現(xiàn)水平裂縫、斜裂縫及 “ X ”形裂縫，嚴重時則出現(xiàn)歪斜以致倒塌的現(xiàn)象。當墻體的高寬比較小時，墻體中間部位會出現(xiàn)水平裂 縫；當墻體與主震方向平行時，墻體會出現(xiàn)斜向裂縫；當墻 體的高寬比接近 1 時，墻體則會出現(xiàn)“ X ”形交叉裂縫。（二）墻角的破壞 在地震中，多層砌體房屋的四角墻面易發(fā)生開裂以致于 局部倒塌。這是由于墻角位于盡端，房屋對它的約束作用相 對較弱。此外，地震對房屋還具有扭轉(zhuǎn)作用，這

6、就使得墻角 處受力復雜，容易產(chǎn)生應力集中，導致墻角破壞。（三）樓梯間的破壞 由于樓梯間的開間較小，水平方向的剛度相對較大，在 地震時承擔的計算高度會比其他部位大，這樣會引起墻體在 平面外的穩(wěn)定性差，容易造成樓梯間兩側(cè)的承重橫墻出現(xiàn)斜 裂縫。（四）內(nèi)外墻連接的破壞 在地震中，內(nèi)外墻連接處受到兩個方向的地震作用，受 力比較復雜，容易產(chǎn)生應力集中現(xiàn)象。如果內(nèi)外墻間缺乏足 夠的拉結(jié)，施工時又不注意咬槎砌筑，那么連接處易發(fā)生豎 向裂縫，嚴重時發(fā)生縱橫墻拉脫，甚至外閃倒塌。二、縱橫墻的布置應均勻?qū)ΨQ，沿平面內(nèi)宜對齊，同一 軸線上的窗間墻寬度宜均勻，同時應盡量減少復雜裝立面所 造成的附加震害多層砌體房屋的平

7、、 立面布置應規(guī)則對稱， 最好為矩形， 這樣可避免水平地靂作用下的扭轉(zhuǎn)影響。然而對于避免水平 地震作用下的扭轉(zhuǎn)僅房屋平面布置規(guī) 則還是不夠的，還應 做到縱橫墻的布置均勻?qū)ΨQ。磚墻沿平面內(nèi)對齊、貫通，能減少磚墻、樓板等受力構 件的中間環(huán)節(jié)，使震害部位減少，使震害程度減輕；同時， 由于地震作用傳力路線簡單，中間不間 斷，構件受力明確， 其簡化的地震作用分析能較好地符合地震作用的實際。房屋的縱向地震作用分至各縱軸后，其外縱墻的地震作 用還要按各窗間墻的側(cè)移剛度再分配。由于寬的窗間墻的剛 度比窄窗間墻的剛度大得多，必然承受 較多的地震作用而 破壞，而高度比大于 4 的墻垛其承載力更差已率先破壞，則 對

8、于寬窄差異較大的外縱墻，就會造成窗間墻的各個擊破， 降低了外縱墻和房屋縱向的 抗震能力。因此，要求同一軸 線的窗間墻寬度宜均勻，盡量做到等寬度。對于一些建筑陽 臺和窗之間留一個 240mm 寬的墻垛等做法不利于抗震，宜 采取門連窗的做法。三、縱橫墻豎向應上、下連續(xù)，不宜采用上剛下柔的結(jié) 構房屋的縱橫墻沿上下連續(xù)貫通，可使地震作用的傳遞路 線更為直接合理。如果因使用功能不能滿足上述要求時，應 將大房間布置在頂層。若大房間布置在 下層，則相鄰上面 橫墻承擔的地震剪力，只有通過大梁傳遞至下層兩旁的橫 墻，這就要求樓板有較大的水平剛度。而從房屋縱橫墻的對 稱要求來看，大房間宜布置在 房屋的中部，而不宜

9、布置在 端頭。而上剛下柔的房屋也只有通過大梁傳遞至下層兩旁的 橫墻，這就要求樓板有較大的水平剛度。四、抗震地區(qū)不宜采用墻梁 因墻梁是上部墻體與鋼筋混凝土托梁一同進行協(xié)調(diào)工 作。而在地震作用下，上部墻體開裂使墻體與鋼筋混凝土托 梁不能一同進行協(xié)調(diào)工作，因此而使結(jié)構 變得不安全。二、結(jié)語 總之，我國是一個多震國家，地震的不可避免性、較難 預知性都要求我們做好建筑結(jié)構抗震設計的計算與分析、概 念設計工作，同時注重建筑結(jié)構性能設計，注重對抗震設計 方法的總結(jié)，只有做好抗震設計，才能確保城市建筑在未來 遇到地震時達到真正達到抗震性能目標。相信隨著我國建筑 結(jié)構抗震設計水平的提升，我國建筑抗震工程也將會步上一 個新臺階。參考文獻