城市建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計問題的討論

1、城市建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)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(zāi)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(gòu)抗震設(shè)計的重要性以及建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的結(jié)構(gòu)抗震設(shè) 計，對抗震設(shè)計在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用進行了研究分析。【關(guān)鍵詞】抗震設(shè)計； ：建筑結(jié)構(gòu)；多層砌體結(jié)構(gòu)；結(jié) 構(gòu)設(shè)計地震是一種難以準(zhǔn)確預(yù)測的自然災(zāi)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(gòu)， 其進行抗震設(shè)計和不進行抗震設(shè)計，震后結(jié)局大大不同。所 以在城市建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計中，我們必須將

2、抗震設(shè)計放在突出位 置，嚴(yán)格按照最新建筑抗震設(shè)計規(guī)范，結(jié)合我國當(dāng)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(guān)理論，提出合理的抗震設(shè)計方法，從而使建筑結(jié) 構(gòu)達到抗震性能目標(biāo)。二、房屋建筑抗震技術(shù)的應(yīng)用 近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新思想、新材料、新技 術(shù)得到了大量的應(yīng)用，這大大豐富了提高建筑抗震性能的手 段，提高了構(gòu)件的極限承載能力，降低了結(jié)構(gòu)的自重，并更 有效地減輕了地震所帶來的災(zāi)害。其中，隔震和消能減震就 是建筑結(jié)構(gòu)減輕地震災(zāi)害的兩種技術(shù)。1、隔震技術(shù)。目前，國際上較熱門的工程抗震新技術(shù) 就是隔震技術(shù)，它是通過把如橡膠隔震墊等隔震消能裝置安 放在結(jié)構(gòu)物底部和基礎(chǔ)

3、（或底部柱頂）之間，來隔開上部結(jié) 構(gòu)和基礎(chǔ)，從而改變結(jié)構(gòu)的動力作用和動力特性，有利于減 輕結(jié)構(gòu)物的地震反應(yīng)。實踐證明，隔震技術(shù)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(fēng)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(xué)校、 醫(yī)院、商場、 科研機構(gòu)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(shù)。消能減震技術(shù)主要用于高層或超高 層建筑，其原理是指在建筑結(jié)構(gòu)的某些部位，如節(jié)點、剪力 墻、支撐、連接件或連接縫等，設(shè)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(gòu)的水平和豎向地震反應(yīng)

4、，從而避免結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破 壞或倒塌，以達到減震抗震的目的。雖然隔震技術(shù)和消能減震技術(shù)能夠大幅度提高建筑結(jié) 構(gòu)的抗震性能，但因為施工較復(fù)雜，很難合理把握，因此， 在實際運用中，還需要更加合理的設(shè)計及科學(xué)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(gòu)抗震設(shè)計方法研究1.建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的計算方法在以往抗震設(shè)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(gòu)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(chǔ)形態(tài)的設(shè)計方法，在具體 設(shè)計時，我們可根據(jù)建筑物用途、性質(zhì)確定建筑結(jié)構(gòu)預(yù)期性 能目標(biāo)，然后結(jié)合抗震設(shè)計規(guī)范，對

5、有著不同性能目標(biāo)的建 筑結(jié)構(gòu)提出不同抗震設(shè)計要求，以此來設(shè)防，加以相應(yīng)抗震 構(gòu)造措施，使在不可預(yù)測地震作用下建筑能達到預(yù)期抗震效 果。一、多層砌體結(jié)構(gòu)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(yán)重時則出現(xiàn)歪斜以致倒塌的現(xiàn)象。當(dāng)墻體的高寬比較小時，墻體中間部位會出現(xiàn)水平裂 縫；當(dāng)墻體與主震方向平行時，墻體會出現(xiàn)斜向裂縫；當(dāng)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(fù)雜，容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)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(dān)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(fù)雜，容易產(chǎn)生應(yīng)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(yán)重時發(fā)生縱橫墻拉脫，甚至外閃倒塌。二、縱橫墻的布置應(yīng)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(yīng)盡量減少復(fù)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(yīng)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(yīng) 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(gòu) 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(gòu)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(yīng)上、下連續(xù)，不宜采用上剛下柔的結(jié) 構(gòu)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(yīng) 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(dān)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(gòu) 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(yù)知性都要求我們做好建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的計算與分析、概 念設(shè)計工作，同時注重建筑結(jié)構(gòu)性能設(shè)計，注重對抗震設(shè)計 方法的總結(jié)，只有做好抗震設(shè)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(biāo)。相信隨著我國建筑 結(jié)構(gòu)抗震設(shè)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