【摘 要】受我国地理位置以及地质构造的影响,我国是一个地震多发的国家。诸如唐山大地震、汶川大地震等,都带来了极大的人员伤亡和财产损失。因此在进行房屋建筑结构设计的时候,需要做好相应的抗震设计,以提高房屋的抗震性能,最大限度的降低地震带来的损害。文章对抗震设计进行了简单概述,分析了地震对房屋建筑的影响,探讨了抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用。
【关键词】房屋建筑;抗震设计;技术应用
引言
据统计,每年世界范围内发生大小地震的总次数约50万次,而国内的地震次数便占了其中相对一部分。地震灾害严重损害了国内的经济发展与社会发展,并带来了严重灾难。因此在房屋建筑的结构设计中,需对结构的抗震性能充分考虑。针对地震灾害采取有关预防措施,尽可能减少地震灾害对于房屋建筑的损害,确保人们的生命安全与财产安全[1]。
一、抗震设计概述
1、抗震设计的定义
抗震设计是指从建筑的建筑结构出发,加强建筑结构的刚度、强度、延度和轴压比等指标,以提高建筑的抗震能力的设计。建筑结构的抗震设计可以分为“概念设计”和“计算设计”两部分,其中“概念设计”极为关键,它直接决定了抗震设计的效果[2]。在进行抗震设计时,设计师必须根据建筑物的用途及其抗震设防分类进行有效的抗震设计,使建筑物的抗震能力达到相应的标准。
2、抗震设计的意义
地震是建筑物损坏的原因之一,而建筑物的破坏和倒塌又会增加地震中的人员伤亡,因此提高建筑物的抗震性能,避免其在地震中倒塌是减少地震中人员伤亡,降低地震危害的主要途径。抗震设计正是以提高建筑物抗震能力为目的的设计,因此抗震设计是建筑结构设计的重要组成部分。
在我国的法律法规和相关的国家标准中,对建筑物的抗震设计和抗震性能均作出了明确的规定,所有的建筑物在进行建筑结构设计时都必须考虑抗震设计,使其抗震性能达到抗震设防要求,不论是新建建筑、扩建建筑还是改建工程都必须按照《中国地震动参数区划图》规定的抗震设防要求进行抗震设计[3]。对于之前未进行抗震设计的建筑物,包括文物古迹等建筑都必须根据国家法规重新进行抗震设计,通过加固等方式增加其抗震能力,避免建筑物在地震中受到破坏。
二、地震对房屋建筑的影响
1、结构倒塌
通过以往大量的实践结果表明,结构倒塌通常而言是地震中破坏最为严重的形式(尤其是高层钢结构房屋)。经过分析得出,抗侧刚度沿高度分布不均与结构楼层屈服强度系数不够是引发结构坍塌的罪魁祸首,为了尽可能的避免这种情况的发生,相关设计人员要做的就是合理分布结构楼层屈服强度系数和抗侧刚度沿高度。
2、构件破坏
一般地说,高层建筑结构构件破坏主要表现为两种形式:支撑的失稳与破坏,梁柱局部破坏。其中支撑的失稳与破坏指的是当房屋遭遇较大强度地震的时候,支撑构件因为遭到反复拉压的作用力,在这个时候一旦作用力(各种力的综合)比支撑构件的临界力要大时,必然会出现损坏或者失稳情况。而对于梁柱局部破坏而言,框架柱主要有翼缝撕裂、翼缘屈曲等[4]。框架梁,主要有翼缘屈曲、扭转屈曲、腹板屈曲和开裂等一些具体的破坏形态。
3、节点破坏
在这里所说的节点破坏通常指的是房屋在地震发生频率最高的破坏形式之一。由于就现阶段而言,主要连接方式是采用铆接(或者焊接)。既然如此,如果在设计和施工节点的过程中,结构或者焊缝有问题的话,节点存在着很大的可能性因为受力过于集中而造成节点破坏现象发生。总的来说,由地震所导致的梁柱节点破坏现象一般表现为铆接、焊接部位和腹板部位断裂。
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三、抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用
1、房屋结构构件的合理布局
构件的竖向和平面布置是该房屋结构设计的关键环节,很大程度上影响了房屋的抗震性能。在布局方面,要力求简洁和规则。错落的竖向结构设计和头重脚轻是房屋结构竖向布局的大忌,适当调整房屋结构的中心,使其趋于最低。在竖向强度和刚度方面,要注意保证其均匀性,尤其要严格控制凸出屋面的部分,避免地震时因为凸出屋面的建筑物部分过高而发生的鞭梢效应[5]。在特殊要求下、非用不可的情况下,要特别注意抗震缝的设置,适当的化整为零,提升这些小个体的抗震性能,进而促进整体结构抗震性能的提升。既保证房屋建筑结构功能齐全,抗震能力强,同时又不失美观大方。
2、增加建筑结构的延性
建筑结构的延性是建筑结构非弹性变形能力的体现,它有助于降低地震的作用应力,保证建筑结构达到相应的抗震能力。在建筑结构设计中,要重视提高建筑结构的延性,依据柱强梁弱、强剪弱弯的原则进行设计:首先提高柱的延性,保证地震发生后建筑结构框架具有一定的变形能力;其次,增大柱端的剪力值,避免建筑结构局部坍塌。
3、增强砌体房屋的刚度和整体性
砌体房屋抗震能力的强弱主要取决于空间整体稳定性和刚度,理想的抗震构件是现浇的钢筋混凝土楼盖,它的水平高度和整体性能优良,既能增强房屋的整体性和刚度,使得平面上墙体对齐,又能解决房屋散落、滑移的问题。为了提高墙体的整体性和稳定性,常常要在房屋墙体的适当部位增设构造柱和钢筋,从而改善房屋的抗震性能。
4、合理布置纵墙与横墙
作为多层砖混房屋的关键承重部分,纵横墙的布置对建筑的抗震能力有着很大影响。在地震发生时,地震力的作用会影响承重的纵墙和横墙,使其出现裂缝,甚至倾斜和倒塌,对房屋造成了严重的破坏,因此纵墙和横墙的布置是房屋建筑结构设计中的重要环节。承重墙结构体系的选择原则一般是首选横墙,或者纵横墙一起承重。布置时要合理、对称、美观。墙体布置方式中,纵墙贯通的布局是首选方案。当房屋建筑条件不能满足纵墙贯通的布局时,为了提高房屋的抗震能力,避免出现建筑物纵墙和横墙在交接处被拉开的现象,可以在纵横墙的交接处增设钢筋混凝土构造柱,为了使其更牢固,加强构造配筋也是必要的措施。
5、房屋圈梁和构造柱的设置
水平圈梁的主要作用是连接内外墙,进而使房屋的整体性得到大幅提升,在多层砖混房屋建筑中应用较多,大多设置在沿楼板标高位置。设置圈梁的主要目的是发挥各片墙体的抗震性能,因为这样做能够减少预制板的散落,避免了砖墙平面倒塌现象的出现,将楼盖和纵、横墙连接成一个整体[6]。除此之外,设置圈梁的另一个功能是提高墙体的抗剪能力,因为设置圈梁能够防止墙体开缝,或者当裂缝出现时避免裂缝的延伸。另外,地震发生时,地表会出现不均匀的沉陷和裂缝,这对房屋造成的影响是巨大的,而设置圈梁则能减轻这种现象带来的危害。
结束语
总之,在房屋的建设中,注重房屋建筑结构的抗震性能设计对房屋的整体建造的影响十分巨大的。完善房屋建筑的抗震设计以及抗震结构的施工调整使建筑物具备真正的抗震能力,是当代建筑产业发展中必须重视的重要环节。
参考文献:
[1]范娟娟.谈抗震设计在房屋建筑结构设计中的应用[J].江西建材,2014(07):20.
[2]陈军.关于房屋建筑结构抗震设计探讨[J].江西建材,2014(18):11.
[3]华颖.抗震概念设计在高层建筑结构设计中的应用[J].中华民居(下旬刊),2013(6):27.
[4]李鸣.浅谈建筑结构抗震设计[J].科技致富向导,2013(6):330.
[5]张占奎.建筑设计在抗震设计中的作用[J].门窗.2013(11):102-103.
[6]李建平.建筑设计在建筑抗震设计中的作用[J].安徽建筑.2012(05):90-92.
论文作者:张芬芬
论文发表刊物:《低碳地产》2016年10月第19期
论文发表时间:2016/11/18
标签:建筑结构论文; 房屋论文; 建筑物论文; 房屋建筑论文; 圈梁论文; 结构设计论文; 刚度论文; 《低碳地产》2016年10月第19期论文;