现代房屋抗震性能设计要点和方案探究论文_王博如,曹智强

现代房屋抗震性能设计要点和方案探究论文_王博如,曹智强

中冶建筑研究总院有限公司 100088

摘要:地震严重危害了人民的财产和生命安全,提升房屋抗震效能具有重要的现实意义。当代建筑结构设计需要增强抗震设计,并且避免不必要的财产损失,本文首先研究了现代房屋抗震理念设计,规整和受力均衡机理,房屋强度系数与刚度一致性,静定结构数目和强柱弱梁型架构,进而重点研究了抗震性能增强突变点和应用填充墙,给出抗震测算和构造方案。

关键词:地震;当代建筑;强度系数;静定结构;测算;构造

1 引言

地震本身并不会对人产生危害,带来危害的是倒塌型建筑结构,由于大地震中被损毁的房屋构造和唐山地震有共通性,即以砌体构造型房屋为主体,但该类房屋的承载性能较差,并且屋体的结构系数较弱,承重构造并不科学。因而房屋结构中抗震性研究具有较强的现实价值。

2 现代房屋抗震理念设计

2.1 规整和受力均衡机理

房屋的平面设计需要满足规整性以及受力均衡的原则,由于不规则的平面设计其受力结构不均匀,凹凸延展幅度较大,重心偏移程度大。在相同房间内部的结构单元和刚性不均衡,房屋面长宽比值不科学均会出现房屋抗震性降低的状况。

2.2 房屋强度系数与刚度一致

针对高层建筑物而言,需保证各层的强度与高度均衡,若出现地震由于强度和刚度不对称的楼栋则会发生变形与损毁,并使得建筑物受到外力冲击。通常商住型楼常通过底层作为架构,上层用作混砖形式设计,底层架构偏移刚度远大于上层,因而抗震性很差,在地震中易被损毁。

2.3 静定结构数目

静定架构的房屋杆件受力体系与传统线路对比较为单一,往往仅有一根杆件受到损害就会出现整体房屋架构受到损毁的状况,若超静定构造受到的外力作用大于其荷载力后,则内部杆件带来形变并转换为部分外力,可降低房屋整体构造出现的风险。

2.4 强柱弱梁型架构

若减少地震中房屋出现倒塌的危机需要选取强柱弱梁的设计方式,避免地震中房屋出现的倒塌危机,通过强柱弱梁的设计方式能够有效规避强梁弱柱的架构状况。若房屋被水平地震力影响时,梁首先出现形变,并由梁吸收地震能量,可有效防护柱子结构。

2.5 采用耗能构建和构件衔接

采用耗能构建能够提升房屋水平受力作用,并且能够提升房屋抵御地震作用。可靠的构件衔接能够保证房屋强度,并且能够消耗地震能量,采用强构件衔接能够保证地震冲击波在房屋中的均衡分布,并提升房屋抗震能力。

2.6 保证楼层强度一致性

针对高层房屋结构而言,若存在薄弱型楼层,则在地震过程中,该楼层会最先发生形变,而楼层刚度均匀分布的大楼能够保障各层受力均衡,房屋出现形变状况几率减小。

2.7 增强突变点和应用填充墙

若建筑物有突变型设计点,则需要保证该点的防护,避免该点成为房屋的薄弱板块,充分应用填充墙能够提升整体抗震效能。若采用混凝土作为楼层墙体填充物,则会增加房屋在地震中的受损区间。因而在房屋架构设计中,需要保障隔墙与围墙分布,并依据要求完成房屋抗震设计。

2.8 本章小结

本章首先研究了现代房屋抗震理念设计,分析了规整和受力均衡机理,并需要保证房屋强度系数与刚度一致,设定静定结构数目,强柱弱梁型架构,并采用耗能构建和构件衔接,保证楼层强度一致性以及增强突变点和应用填充墙的模式。

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3 抗震测算和构造方案

3.1 抗震测算

不同的建筑架构具有不同的抗震状态,在研究建筑物的抗震性能时,需要从以下几个方向考量。

3.1.1 水平侧抗震测算

在常规状态下,应当从两组建筑结构的水平侧完成抗震性测算,不同角度的水平地震作用主要通过建筑物同方向的构件完成。

3.1.2 斜交侧构件建筑物

利用斜交侧构件建筑物若构件相交角超出15度则需要综合考量各个构件水平一侧的抗震能力。

3.1.3 质量与刚度分布不均衡的建筑物架构

针对质量与刚度分布不均衡的建筑物构建,则需要针对双向水平地震作用受力引发的扭转作用进行分析,而其他状况则需要调节地震的影响带入扭转。选取8度和9度大跨度构造与长悬臂构造时,则需要测算竖向地震带来的影响。

3.1.4 判断抗震测算方案的原则

针对不规则面与外型设计建筑,其甲类建筑,烈度以及场地内限高度区域的高层建筑,并选取时程分析方法完成测算,获取多条时程曲线测算结果的均值和振型分解反应谱方法的最大结果。

3.2 构造方法

3.2.1 合理调节轴压比值

混凝土结构型建筑物多选取钢筋混凝土架构用作建筑构件与材料,该类建筑的截面高度和宽度比的限值很高,需要在最小配筋比值标准下科学地调控承重轴柱子的轴压比值。

3.2.2 砖混型建筑物

砖混型建筑物主要采用构造方式限定房屋的整体高度,层数与层高,在纵横墙中安置钢筋混凝土架构,房屋的高宽比值,横墙间距的局部尺度需要完成限定调控,设定防震缝等方式。

3.3 本章小结

本章主要分析了抗震测算和构造方案,研究了水平侧抗震测算机理,给出斜交侧构件建筑物,质量与刚度分布不均衡的建筑物架构以及判断抗震测算方案的原则,构造方法,合理调节轴压比值以及砖混型建筑物状态。

4 本文总结

建筑物的抗震构造设计是一类综合性和系统性的项目,从选址,建筑结构设计和抗震设计整个过程穿插在建筑设计过程中,建筑物的抗震设计状况对房屋设计与施工质量关联密切,并与房屋使用者的生命和财产安全息息相关。

本文首先研究了现代房屋抗震性能设计的意义,进而研究了现代房屋抗震理念设计,分析了规整和受力均衡机理,并需要保证房屋强度系数与刚度一致,设定静定结构数目,强柱弱梁型架构,并采用耗能构建和构件衔接,保证楼层强度一致性以及增强突变点和应用填充墙的模式。最后分析了抗震测算和构造方案,研究了水平侧抗震测算机理,给出斜交侧构件建筑物,质量与刚度分布不均衡的建筑物架构以及判断抗震测算方案的原则,构造方法,合理调节轴压比值以及砖混型建筑物状态。

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论文作者:王博如,曹智强

论文发表刊物:《基层建设》2017年第18期

论文发表时间:2017/10/16

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