论文部分内容阅读
摘 要：目前，抗震设计已经成为建筑结构设计中的主要环节，通过加强建筑设计中的抗震建设可以有效合理的使建筑结构的安全性达到最佳状态，这样既能保证人们的生命和财产安全还能保证建筑工程项目的信誉。本文分析了建筑结构设计中的抗震设计。
关键词：建筑物；结构抗震；设计
中图分类号：TU3文献标识码： A
一、对建筑物进行抗震结构设计的重要性
地震中，建筑物的破坏和倒塌可以分成两个类别，一个是因为结构本身的振动而引起的，另一个是因为地基失效。因为破坏了承重力的的竖向结构，致使整个建筑很容易倒塌，有的结构虽然承重结构受到破坏，但是它有较好的拉结和约束，所以就能避免建筑物的倒塌。地基的失效土层常常有粉土、软粘土以及饱和沙土等，地基液化会让建筑物倾斜、沉降不均匀，也会导致建筑物严重开裂。除此以外，土体滑动也会破坏地基。建筑供人们使用的前提就是要保证建筑物本身的安全，因此对建筑物进行抗震设计十分有必要。为了保证人身财产安全，建筑物在建造前期就要做好各个方面的抗震工作。
二、建筑结构抗震设计中的基本原则
建筑物抗震设计的基本要求是减轻建筑物在地震时的破坏,避免人员伤亡,减少经济损失。我国贯彻“小震不坏,中震可修,大震不倒”的原则。所谓“小震不坏”,即是指当遭受低于本地区抗震设防烈度的多次地震(50年内地震概率约为63%)时,一般不损坏或不需要修理可继续使用,所谓“中震可修”,是指当遭受相当于本地区抗震设计烈度的影响(50年内约为l0%的烈度,即达到中国地震烈度区划图规定的地层基本烈度或新修订的中国地震参数区划图规定的加速度)时,可能损坏,经一般修理或不需要修理仍可继续使用,所谓“大震不倒”，是指当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震影响(50年超越概率2%~3%的烈度)时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。抗震设计的指导思想为:选择对抗震有利的场地和地基;建筑体型简单,刚度和质量分布均匀;保证结构整体性连接可靠并具有延性;选择经济合理的抗震结构方案;减轻建筑物自重,降低其重心高度;尽量避免设计地震时易倒、易脱落的女儿墙、挑槽等装饰构件。抗震设计烈度为6度及6度以上地区的建筑,必须进行抗震设防。
三、抗震構造措施
1、设置防震缝
在地震区,当建筑物立面高差在6m以上,或建筑物有错层,或楼板错层高差较大,或建筑物各部分的结构刚度、重量相差悬殊时,应设防震缝将建筑物分为若干体型简单、结构刚度均匀的独立单元,以减轻地震时建筑物的破坏程度。防震缝一般仅在基础以上设置,宽度通常取50~100mm。
2、设置构造柱
构造柱是为了加强砌块建筑的整体剐度、提高抗震能力而设置的。8度设计时构造柱一般设在建筑物的四角、内外墙交接处,楼梯间、电梯间以及某些较长的墙体中部等位置处,构造柱必须与圈梁及墙体紧密连接,一起形成空间骨架,从而增强建筑物的刚度,提高了墙体的应变能力,使墙体由脆性变为延性较好的结构,做到裂而不倒。施工时必须先砌墙,随着墙体的上升而逐段现浇钢筋混凝土柱身。构造柱下端应锚固于钢筋混凝土基础或基础梁内,柱截面应不小于180mm×240mm,主筋一般采用4×412mm,箍筋间距不大于250mm,墙与柱之间应沿墙高每500mm设2X46mm钢筋连接,每边伸入墙内不少于1m。
3、设量圈梁
圈梁又称腰箍、是沿外墙四周及部分内横墙设置的连续闭合的梁。圈梁配合楼板的作用可提高建筑物的空间刚度及整体性,增强墙体的稳定性,减少由于地基不均匀沉降而引起的墙身开裂,对抗震设防地区,利用圈梁加固墙身更显得必要。圈梁有钢筋砖圈梁和钢筋混凝土圈梁两种。钢筋砖圈梁多用于非抗震地区;钢筋混凝土圈梁其宽度通常与墙同厚,高度一般不少于120mm,常见的有180mm、240mm,其最小截面为240mm×120mm。这种圈梁是在楼层标高的墙身上,在砌体灰缝中加入钢筋,其加设原则是:梁高4-6皮砖,钢筋不宜少于6×仍mm,钢筋水乎间距不宜大于120mm,砂浆强度等级不宜低于M5,钢筋应分上、下两层布置。当遇到门、窗洞孔致使圈梁不能闭合时,应在洞口上部或下部设置一道不小于圈梁截面的附加圈梁。附加圈梁与圈梁的搭接长度不小于圈梁和附加圈梁垂直距离的2倍,也不小于1m。对于抗震设防地区,圈粱应完全闭合,不得被洞口所截断。
4、壁柱、门垛
当墙体的窗间墙上出现集中荷载,而墙厚又不足以承受其荷载时;或当墙体的长度和高度超过一定限度并影响墙体稳定性时（图1）,常在墙身局部适当位置增设凸出墙面的壁柱以提高墙体刚度。壁柱突出墙面的尺寸一般为120mm×370mm、240mm×370mm、240mm×490mm等。凡在墙上开设门洞且门洞开在两墙转角处或丁字墙交接处时,为了便于门框的安装和保证墙体的承载能力及稳定性,应在门靠墙的转角部位或丁字交接的一边设置门垛。门垛尺寸不应小于10mm。
图1
5、对建筑的平面、立面结构进行优化
建筑抗震概念设计中，建筑立面结构和平面结构的设计十分重要，因此要对平面、立面结构进行优化，在优化时要注意以下几点：（1）因为地震的发生会影响到建筑物，所以对建筑物的各个结构受力体系要十分明确。（2）在对建筑结构进行设计时，要保证其对称性且均匀的进行高度变化，以免出现楼层错层的情况。在实际设计时，建筑结构可能会受到地理环境的影响，使得建筑的结构设计得不规则，当这样的情况出现时，设计者必须对地震产生的作用进行仔细的研究、分析、计算，然后对建筑物各个部位的扭转反应和应力进行估算，最后根据计算结构做好防震工作。
6、构件之间的连接要可靠
建筑结构若是想拥有良好的抗震性能就必须保证建筑中各个构件之间的稳定和牢固。因此，在对构件进行安装时，要注意以下几点：（1）构件本身的承载能力和它连接的构件承载力必须是相同的。（2）预埋件的锚固承载能力和与它相连接的构件承载能力是一样的。（3）每个构件之间的连接要可靠牢固，并且每个构件都要具备一定的变形能力和刚度。
7、合理布局地震外力能量的传递吸收途径
只有对地震外力能里的传递吸收途径进行合理布局，这样才能够促使支柱、墙以及梁维持在同一个平面中，这样才能够建立起双向抗测力体系。受地震作用影响，收到了呈弯剪破坏，而且要求塑性屈服最好产生在墙的底部。若连梁在梁端塑性屈服时，这时还会有较强的变形能力。在最大限度发挥墙断抗震作用前，遵循“强墙弱梁”的基本原则，来切实提高墙肢的承载力，最大限度防止墙肢剪切遭受到破坏，以便增强建筑结构的抗震能力。
结束语
我国是地震多发区，房屋建筑抗震设防对我国人们来说更为重要，随着社会生产的发展和科学技术的进步而不断发展，房屋建筑在高度上大大增加的同时，在材料和结构体系上也逐渐多样化，作为工程抗震设计的依据，房屋建筑抗震结构设计是非常重要的。房屋建筑设计人员必须在房屋建筑工程设计方面下功夫，改变过去着眼局部的方法，从整体出发进行建筑结构的整体设计，注意房屋建筑物的选址、选择合理的立面和平面布置、保障结构的延性以及对建筑结构进行参数分析等方法提高建筑结构的抗震能力，从而能够在地震发生时，保证人民的生命财产安全。
参考文献
[1]肖燕武.浅谈建筑结构设计的安全度[J].科技创新导报，2012，35：107.
[2]黄浙青，朱小德.浅谈结构设计中的抗震设计.科技创新报，2013，28：247.
[3]张卓.浅谈高层建筑结构设计要点[J].现代经济信息.2012（14）.
[4]张勇.高层建筑结构概念设计应注意的问题[J].价值工程.2011（11）
关键词：建筑物；结构抗震；设计
中图分类号：TU3文献标识码： A
一、对建筑物进行抗震结构设计的重要性
地震中，建筑物的破坏和倒塌可以分成两个类别，一个是因为结构本身的振动而引起的，另一个是因为地基失效。因为破坏了承重力的的竖向结构，致使整个建筑很容易倒塌，有的结构虽然承重结构受到破坏，但是它有较好的拉结和约束，所以就能避免建筑物的倒塌。地基的失效土层常常有粉土、软粘土以及饱和沙土等，地基液化会让建筑物倾斜、沉降不均匀，也会导致建筑物严重开裂。除此以外，土体滑动也会破坏地基。建筑供人们使用的前提就是要保证建筑物本身的安全，因此对建筑物进行抗震设计十分有必要。为了保证人身财产安全，建筑物在建造前期就要做好各个方面的抗震工作。
二、建筑结构抗震设计中的基本原则
建筑物抗震设计的基本要求是减轻建筑物在地震时的破坏,避免人员伤亡,减少经济损失。我国贯彻“小震不坏,中震可修,大震不倒”的原则。所谓“小震不坏”,即是指当遭受低于本地区抗震设防烈度的多次地震(50年内地震概率约为63%)时,一般不损坏或不需要修理可继续使用,所谓“中震可修”,是指当遭受相当于本地区抗震设计烈度的影响(50年内约为l0%的烈度,即达到中国地震烈度区划图规定的地层基本烈度或新修订的中国地震参数区划图规定的加速度)时,可能损坏,经一般修理或不需要修理仍可继续使用,所谓“大震不倒”，是指当遭受高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震影响(50年超越概率2%~3%的烈度)时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。抗震设计的指导思想为:选择对抗震有利的场地和地基;建筑体型简单,刚度和质量分布均匀;保证结构整体性连接可靠并具有延性;选择经济合理的抗震结构方案;减轻建筑物自重,降低其重心高度;尽量避免设计地震时易倒、易脱落的女儿墙、挑槽等装饰构件。抗震设计烈度为6度及6度以上地区的建筑,必须进行抗震设防。
三、抗震構造措施
1、设置防震缝
在地震区,当建筑物立面高差在6m以上,或建筑物有错层,或楼板错层高差较大,或建筑物各部分的结构刚度、重量相差悬殊时,应设防震缝将建筑物分为若干体型简单、结构刚度均匀的独立单元,以减轻地震时建筑物的破坏程度。防震缝一般仅在基础以上设置,宽度通常取50~100mm。
2、设置构造柱
构造柱是为了加强砌块建筑的整体剐度、提高抗震能力而设置的。8度设计时构造柱一般设在建筑物的四角、内外墙交接处,楼梯间、电梯间以及某些较长的墙体中部等位置处,构造柱必须与圈梁及墙体紧密连接,一起形成空间骨架,从而增强建筑物的刚度,提高了墙体的应变能力,使墙体由脆性变为延性较好的结构,做到裂而不倒。施工时必须先砌墙,随着墙体的上升而逐段现浇钢筋混凝土柱身。构造柱下端应锚固于钢筋混凝土基础或基础梁内,柱截面应不小于180mm×240mm,主筋一般采用4×412mm,箍筋间距不大于250mm,墙与柱之间应沿墙高每500mm设2X46mm钢筋连接,每边伸入墙内不少于1m。
3、设量圈梁
圈梁又称腰箍、是沿外墙四周及部分内横墙设置的连续闭合的梁。圈梁配合楼板的作用可提高建筑物的空间刚度及整体性,增强墙体的稳定性,减少由于地基不均匀沉降而引起的墙身开裂,对抗震设防地区,利用圈梁加固墙身更显得必要。圈梁有钢筋砖圈梁和钢筋混凝土圈梁两种。钢筋砖圈梁多用于非抗震地区;钢筋混凝土圈梁其宽度通常与墙同厚,高度一般不少于120mm,常见的有180mm、240mm,其最小截面为240mm×120mm。这种圈梁是在楼层标高的墙身上,在砌体灰缝中加入钢筋,其加设原则是:梁高4-6皮砖,钢筋不宜少于6×仍mm,钢筋水乎间距不宜大于120mm,砂浆强度等级不宜低于M5,钢筋应分上、下两层布置。当遇到门、窗洞孔致使圈梁不能闭合时,应在洞口上部或下部设置一道不小于圈梁截面的附加圈梁。附加圈梁与圈梁的搭接长度不小于圈梁和附加圈梁垂直距离的2倍,也不小于1m。对于抗震设防地区,圈粱应完全闭合,不得被洞口所截断。
4、壁柱、门垛
当墙体的窗间墙上出现集中荷载,而墙厚又不足以承受其荷载时;或当墙体的长度和高度超过一定限度并影响墙体稳定性时（图1）,常在墙身局部适当位置增设凸出墙面的壁柱以提高墙体刚度。壁柱突出墙面的尺寸一般为120mm×370mm、240mm×370mm、240mm×490mm等。凡在墙上开设门洞且门洞开在两墙转角处或丁字墙交接处时,为了便于门框的安装和保证墙体的承载能力及稳定性,应在门靠墙的转角部位或丁字交接的一边设置门垛。门垛尺寸不应小于10mm。
图1
5、对建筑的平面、立面结构进行优化
建筑抗震概念设计中，建筑立面结构和平面结构的设计十分重要，因此要对平面、立面结构进行优化，在优化时要注意以下几点：（1）因为地震的发生会影响到建筑物，所以对建筑物的各个结构受力体系要十分明确。（2）在对建筑结构进行设计时，要保证其对称性且均匀的进行高度变化，以免出现楼层错层的情况。在实际设计时，建筑结构可能会受到地理环境的影响，使得建筑的结构设计得不规则，当这样的情况出现时，设计者必须对地震产生的作用进行仔细的研究、分析、计算，然后对建筑物各个部位的扭转反应和应力进行估算，最后根据计算结构做好防震工作。
6、构件之间的连接要可靠
建筑结构若是想拥有良好的抗震性能就必须保证建筑中各个构件之间的稳定和牢固。因此，在对构件进行安装时，要注意以下几点：（1）构件本身的承载能力和它连接的构件承载力必须是相同的。（2）预埋件的锚固承载能力和与它相连接的构件承载能力是一样的。（3）每个构件之间的连接要可靠牢固，并且每个构件都要具备一定的变形能力和刚度。
7、合理布局地震外力能量的传递吸收途径
只有对地震外力能里的传递吸收途径进行合理布局，这样才能够促使支柱、墙以及梁维持在同一个平面中，这样才能够建立起双向抗测力体系。受地震作用影响，收到了呈弯剪破坏，而且要求塑性屈服最好产生在墙的底部。若连梁在梁端塑性屈服时，这时还会有较强的变形能力。在最大限度发挥墙断抗震作用前，遵循“强墙弱梁”的基本原则，来切实提高墙肢的承载力，最大限度防止墙肢剪切遭受到破坏，以便增强建筑结构的抗震能力。
结束语
我国是地震多发区，房屋建筑抗震设防对我国人们来说更为重要，随着社会生产的发展和科学技术的进步而不断发展，房屋建筑在高度上大大增加的同时，在材料和结构体系上也逐渐多样化，作为工程抗震设计的依据，房屋建筑抗震结构设计是非常重要的。房屋建筑设计人员必须在房屋建筑工程设计方面下功夫，改变过去着眼局部的方法，从整体出发进行建筑结构的整体设计，注意房屋建筑物的选址、选择合理的立面和平面布置、保障结构的延性以及对建筑结构进行参数分析等方法提高建筑结构的抗震能力，从而能够在地震发生时，保证人民的生命财产安全。
参考文献
[1]肖燕武.浅谈建筑结构设计的安全度[J].科技创新导报，2012，35：107.
[2]黄浙青，朱小德.浅谈结构设计中的抗震设计.科技创新报，2013，28：247.
[3]张卓.浅谈高层建筑结构设计要点[J].现代经济信息.2012（14）.
[4]张勇.高层建筑结构概念设计应注意的问题[J].价值工程.2011（11）