摘要:随着全面建成小康社会的不断推进,使我国人民的生活水平和条件得以提高和优越,由此人们对美好生活的需要也日益提升。其中,人们对住房的安全和舒适要求也在提高,因此,提升房屋建筑结构的稳定性有利于加强居民在房屋中的安全系数。而这其中,抗震系数是房屋建筑结构的安全中的一个重要指标。本文主要从房屋建筑结构的抗震技术的基本情况入手,分析了抗震技术在房屋结构中的意义、所需遵循的原则应用及优化措施。
关键词:抗震;房屋结构;技术分析
引言:地震对人们的生命安全以及财产安全造成极大的威胁,近些年来多次大型地震在世界范围内发生,人们对建筑安全以及建筑结构抗震设计逐渐重视起来。保障房屋的抗震性能与安全性能是现现阶段建筑工程以及相关工作人员亟待解决的问题之一。这要求工作人员在实际进行作业时必须对先进的技术以及经验进行借鉴,对抗震设计进行不断的探索与努力。
1、房屋结构抗震技术的基本情况及其意义
建筑抗震技术可以分为建筑隔震技术以及消能减震技术,这里简单地介绍一下这两种技术。
第一种是建筑隔震技术,它的基本原理是通过在建筑物上部结构与基础之间设置稳固可靠的隔震柔性底层,从而达到将建筑物与基础形成隔层的目的。而叠层橡胶支座则是属于这种技术中比较常用和广泛的基础隔震结构。叠层橡胶支座的构成材料是钢板和橡胶,在加工的工序完成后,把钢板支架以及橡胶紧紧牢固地结合在一起,从而使建筑更为牢固和稳定。
叠层橡胶支座是一种基础的隔震结构,早在20世纪60年代就开始应用到地铁站的建筑上,这种结构能够减少地铁的震动对上层建筑的影响。并且随着经济全球化的不断深入和科技的不断发展,基础建筑隔震技术也在不断扩大其应用范围和不断提高其抗震的效果。
第二种是消能减震技术,由于建筑物的节点处是房屋建筑的最大承受力的部位,当地震发生时,节点处往往是受到最大的损害的部位。因此,就需要在节点处设置减少阻力的结构使其更为牢固,消能减震技术就是通过在节点处设置阻尼的方法以达到减少地震带来损害的目的。所谓“阻尼”,从物理学的角度上看,可以定义为能够给自由振动带来衰减的一种阻碍和摩擦的作用。通过在建筑物设置阻尼装置,以实现提供阻力来降低地震带来的能量的效果的系统,被称为“阻尼器”。而如果在建筑物的节点处上设置安装阻尼器,可以大大减少地震能量对建筑物造成的损害,从而保证建筑物结构能够稳定不受破坏。
房屋是人们居住的处所,为了保障居民能够安全安心地生活,房屋设计人员必须深度重视房屋建筑的抗震技术的重要性。当发生较强的地震时,一部分地区的居民的人身安全无法得以保障。因此,为了能够降低地震给居民带来的安全危害,并更有利于震后救援工作的进行,就必须体现房屋抗震技术的安全性和合理性。同时抗震技术还应该可以延长房屋的使用寿命,不仅可以保障居民的安全,还能给居民提供安全舒适的生活环境。
2、房屋结构设计的规则性
2.1 控制房屋高度
房屋在地震中的破坏程度与房屋本身的高度有直接关系,房屋的倾斜程度与高度呈正相关关系,高度越高,地震过程中受到的危害越大。同时房屋层数越多遭受的破坏也越为严重,为了有效降低因房屋自身高度带来的损害,在设计时就要合理控制房屋的高度。结合房屋自身的实际情况,在保证达到抗震标准的基础之上调整房屋的高度。
2.2 规则性设计房屋结构
房屋结构设计中均匀分布结构刚度和质量、规则设计建筑平面与立体结构也是抗震设计中的一个重要环节。如果房屋结构设计混乱、布局复杂,发生地震时无形当中加大了地震的破坏程度。如果房屋结构设计十分规则,发生地震时有可能起到扭转的作用,有效降低地震的破坏程度。
2.3 防震缝的处理
如果房屋结构设计无法更改,只能采取较为不规则的设计时就要处理好防震缝,一定程度上也能降低地震的破坏程度。设置防震缝时应将房屋划分为多个独立的整体,为了完全分开防震缝两边的建筑,防震缝两边需要 留足够的宽度,方便布置墙体。
2.4 纵横墙的设置
墙体是房屋的主要承重构件,房屋承重能力与墙体的数量有直接关系,如果过分的把承重依赖于墙体,会加大墙体的间隔,降低房屋的抗震能力。因此,为了保证房屋的整体抗震能力,在设计时需要合理分布纵横墙,将承重均匀分布在每个纵横墙上。
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3、抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用
3.1 房屋整体平面和竖向布局设计
在房屋结构设计中,一项最基本的内容就是对构件的竖向和平面进行合理布置,因为墙、柱的平面位置会很大程度的影响其抗震性能。因此在设计中,为了增强房屋结构的抗震性能要遵循以下原则:竖向和平面构件简洁整齐,刚度中心和质量中心重合。在竖向设计中,要杜绝头重脚轻的现象出现,即尽量使房屋的中心降低,另外要减少错落的竖向结构这种形式的设计。严格控制房屋结构竖向的强度和刚度,保障其均匀性。另外为了而避免鞭梢效应的出现,高出屋面的建筑部分要严格控制。总而言之各方面的设计均要考虑抗震性能,避免不规则的设计方案,如果因为建筑物的特殊要求而不得不进行严重不规则的设计时,一定要做好补救措施,即设置抗震缝,对建筑物进行划分,使其形成一个个独立个体,这样才能达到要求。在保证房屋造型优美和满足使用功能的同时,兼顾抗震能力才是现代建筑的主要设计原则。
3.2 提高房屋结构的抗震能力设计
提高抗震能力需要综合分析,考虑地基、抗防线、材料重量、空间等各种因素,具体可以按照以下几点来设计:①地基要打结实。地基是所建筑物防震最根本的部分,必须保证其稳定性,使用抗震能力较强的地基,才能不能使地基变形。并且同一房屋的结构单元的地基性质要一致,整体设计要充分发挥地基的抗震作用。②房屋结构设计要均匀、对称,使得承受力能够均匀分布,借助结构对称来降低地震的影响力,防止受力集中而引发的部分扭曲坍塌现象的出现。整体结构的设计中,要采取多重保护措施来增加抗震能力,对于容易发生坍塌的薄弱环节要针对性地采取加固措施,从而减少危险因素,防止安全事故的发生。③在进行房屋设计时,在保证建筑物牢固性的基础上,要尽可能地减少自身的重量,从而减轻地震的压力,这样一旦发生地震,能够有效缓解地震对建筑物的冲击力度。延长屋内人员的逃生时间,同时也能对烈度低的地震起到很好的抵抗效果。④在设计的时候要注意各个环节不同平面上的连接,使其成为一个整体,空间结构相对统一。另外建筑的竖向结构的刚度必须满足能够承担整个建筑重量。
3.3 降低地震对房屋结构的破坏作用设计
在降低地震对房屋结构的破坏作用方面,使用最广泛的就是隔震层。隔震层被安装在房屋的主体和基础部分连接的地方,有的设计师会添加一个反摆在建筑物的顶部,反摆的作用是在地震发生时使得房屋向反方向偏移。在反摆设置合理的情况下,能够大幅度削弱地震的破坏作用。因为反摆在地震发生时,会产生阻尼运动,针对地震方向的加速会产生一个相反的加速度,两两抵消从而使地震方向的加速度变小,最大限度的降低地震引发的房屋受损程度。目前这种方式的应用还不成熟,随着技术的进步应用在建筑抗震方面的效果还是十分明显的。
3.4 房屋结构刚度设计
建筑物刚度的合理设计是房屋结构设计中的关键内容,所以选材的时候必须考虑钢筋混凝土型号。特别要注意的是使用“钢结构”进行双层加固时,要明确已有的钢筋混凝土的刚度,保证上下两层的刚度和阻尼比相同,如果不相同则会埋下安全隐患,必须杜绝这种情况的出现。假设钢筋混凝土作为整个房屋结构抗侧力的主要体系,屋盖的部分则采用钢结构,就必须要按照相关的规定对抗震进行设计。特别注意的是不能使房屋结构刚度过大,否则地震发生时,房屋结构将会承受太多的力,引发严重的后果。另外这样也会浪费很多建筑材料。如果地震刚度不足的,房屋结构会特别容易变形,这样严重影响到建筑的本身的结构强度以及日常生活中的正常使用功能。
4、结束语
抗震设计作为房屋结构设计的重要组成部分,其质量好坏对房屋起决定性影响。我国房屋的抗震技术多种多样,本文主要以抗震设计为主进行相关阐述,深入剖析抗震设计在房屋结构设计中的应用。随着生态环境的破坏和社会环境的变迁,人们居住环境在发生深刻变化,现存的抗震技术已经难以满足社会发展的需求,需要相关人员加大研究力度,研发出更多的抗震技术,拓宽抗震技术在房屋结构设计中的应用范围。
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论文作者:王庆忠
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/7/24
标签:房屋论文; 技术论文; 结构设计论文; 刚度论文; 建筑物论文; 建筑论文; 房屋结构论文; 《基层建设》2019年第9期论文;