論房屋建筑結構設計中的抗震設計

文/呂玉國 秦皇島經濟技術開發區建設規劃管理局 河北秦皇島 066004

論房屋建筑結構設計中的抗震設計

文/呂玉國 秦皇島經濟技術開發區建設規劃管理局 河北秦皇島 066004

地震，作為破壞力極強的自然災害，其突發性及不可預測性十分突出，為保障人們的生命財產安全，需要確保房屋建筑具備良好的抗震能力，在房屋建筑結構設計中，需要充分重視抗震設計，明確抗震設計過程中應遵循的基礎性原則，探究建筑結構抗震設計中可以應用的基本方法，確保房屋建筑具備良好的抗震能力，保障建筑功能實現及使用安全。

房屋建筑；結構設計；抗震設計

抗震設計是結合當地的具體震害及以往建筑施工經驗組成的抗震基本原則。將抗震設計融入建筑結構設計，為了實現對人類生活正常秩序的有效維持，保證人類的生命及財產安全，做好對建筑結構的抗震設計是對建筑設計、施工企業的基本要求。文章探討了在房屋建筑結構設計中的抗震設計。

一、房屋建筑結構設計中抗震設計需要遵循的原則

1.確保建筑結構構件其性能符合設計要求。在進行房屋建筑結構設計時，需要確保建筑結構構件的剛度、承載能力、延性、穩定性等屬性參數可以滿足抗震的基本要求。結構構件設計時，需要依據墻柱弱梁、強剪弱彎、強節點弱構件的基本設計原則。在結構構件設計過程中，可能存在著構件薄弱問題，為此，需要采取措施提高其抗震能力，例如調整地震力系數。

2.確保房屋建筑結構構件強弱關系處理的科學性。在房屋建筑結構抗震設計中，需要針對構件強弱關系進行科學化處理。在樓層內其耗能構件出現屈服后，剩余抗測力構件則仍處于彈性階段，這種處理方式，能夠確保有效屈服保持較長階段，提高建筑結構抗倒塌能力與延性能力。如抗震設計中存在著部分構件超強，則會導致其他構件相對薄弱，為此，應科學處理構件強弱關系，保障建筑結構抗震性能。

3. 確保建筑結構設置抗震防線數量。抗震結構體系是由若干具備一定延性的分體系構成，通過應用具備延性的結構構件進行分體系連接，從而實現抗震結構體系構建。如在該建筑工程中，其建筑為框剪結構，框剪結構是由延性框架與剪力墻兩大分體部分構成，由多肢剪力墻體系組成。在出現地震后，多會伴隨發生多次余震，如在建筑結構中僅僅設計有一道抗震防線，則該住宅建筑在經過第一次地震破壞影響后，還需要承受余震帶來的損害，通過損傷積累，最終引起建筑物承載力不足，抗震能力喪失最終倒塌。

二、鋼筋混凝土結構房屋抗震設計

目前鋼筋混凝土結構房屋在抗震設計中存在的問題：混凝土結構設計規范采用了梁、柱構件內力調整柱軸壓比限制和柱體積配箍率等措施，其主要的目標是保證強柱弱梁、強剪弱彎、強節點弱構件的設計思想。從地震災區框架結構震害來看，較多數的現行建筑物未達到強柱弱梁、強剪弱彎、強節點弱構件這一目標，其重點是柱和節點破壞，梁出現塑性鉸的情況較少，在框架梁柱節點區的澆筑施工中，易將箍筋下移，引起節點區箍筋不足；關于鋼筋混凝土結構房屋抗震設計，抗震計算：高度不超過40m、以剪切變形為主且質量和剛度沿高度分布比較均勻的結構，以及近似于單質點體系的結構，可采用底部剪力法計算；除上述外的建筑結構，宜采用振型分解反應譜法；特別不規則的建筑、甲類建筑應采用時程分析法進行多遇地震下的補充計算；當取三組加速度時程曲線輸入時，計算結果宜取時程法的包絡值和振型分解反應譜法的較大值；當取七組及七組以上的時程曲線時，計算結果可取時程法的平均值和振型分解反應譜法的較大值；關于構件抗震設計。首先是抗震柱的設計：要注意調整柱端截面設計內力，框架結構的變形能力與框架的破壞機制密切相關，實驗研究表明，梁先屈服，可使整個框架有較大的內力重分布和能量耗散能力，柱一般在軸向壓力作用下，其延性通常比梁的要小，如果不采取“強柱弱梁”措施，柱端很可能比梁端先出現塑性鉸。因此適當調整柱計算內力并增大配筋，使塑性鉸首先出現在梁端，抗震性能較好；其次是剪力的調整，由于抗震規范規定的柱端彎矩增大措施只能適度推遲柱端塑性鉸的出現，而不能避免出現柱端塑性鉸，因此對柱端也應提出強剪弱彎要求，避免柱底部在彎曲破壞之前出現剪切破壞；再就是要增加柱的延性，軸壓比越大導致柱的抗壓強度儲備越低，在地震時混凝土容易壓碎而導致柱的破壞，限制柱軸壓比可提高柱的延性；抗震架梁的設計：在框架結構設計中，應力求做到在地震作用下的框架呈現梁鉸型延性機構，為減少梁端塑性鉸區發生脆性剪切破壞的可能性，對梁端的剪力適當調整，使斜截面受剪承載力高于正截面受彎承載力，做到強剪弱；鋼筋混凝土結構房屋抗震設計的注意事項：首先必須做好細部構造，使非結構構件成為抗震結構的一部分，在計算分析時，充分考慮非結構構件的質量剛度強度和變形能力。其次設計過程中，應充分考慮非結構構件對主體結構的影響，并考慮可能出現的短柱，在設計中予以加強。

三、磚混結構房屋的抗震設計

一是結構布置。合理布置縱墻和橫墻，應優先采用縱橫墻共同承重的結構體系。多層磚混房屋的主要承重構件是縱橫墻體，縱橫墻共同承重的房屋既能比較直接地傳遞橫向地震作用，又能直接或通過縱橫墻的連接傳遞地震力。縱橫墻布置宜均勻對稱；二是抗震計算。抗震計算是抗震設計的重要組成部分，是保證滿足抗震承載力的基礎。目前，多層砌體房屋的抗震設計中，由于洞口布置不合理，抗震驗算不滿足是較普遍的現象；三是抗震構造措施。構造柱可提高砌體墻的極限變形能力，增強內外墻連接的整體性，使砌體墻在遭遇強烈地震作用時約束砌體的坍塌崩裂，阻止砌體突然倒塌，剛度退化慢。構造柱與墻體的連接處應砌成馬牙槎，先砌墻后澆構造柱混凝土，沿墻高度每隔500mm設2ф6拉結筋。

結語：

綜上所述，隨著人類社會活動的增加，經濟的迅猛發展，城市化建設要求越來越高，設計出安全性能良好的舒適建筑是時代發展的要求，在設計建筑結構過程中必須充分考慮防震因素，堅持以人為本，嚴格執行國家建筑規范，提高設計建筑結構的嚴謹態度，在創新的同時最大限度考慮安全因素，加強防震理念設計，提高建筑防震效果，切實保障人民安全。

[1] 張映超.淺談房屋建筑結構的抗震設計[J].科技風，2011，13：198.

[2]張志文.房屋建筑結構抗震設計常見問題分析與解決措施[J].科技資訊，2013，（14）：52.