房屋建筑抗震設(shè)計研究

【摘要】地震是一種對人們社會危害巨大的自然災(zāi)害類型，不僅會毀滅房屋建筑，還會對人們的生存環(huán)境造成嚴重威脅，甚至?xí)霈F(xiàn)人身事故。所以，在房屋建筑設(shè)計過程中，應(yīng)當重點考慮抗震性設(shè)計，綜合考慮房屋建筑所在地區(qū)的地質(zhì)及水文等環(huán)境，使房屋建筑結(jié)構(gòu)的抗震性得以增強。文章將從房屋建筑抗震設(shè)計的重要性及原則出發(fā)，就如何加強房屋建筑抗震設(shè)計進行深入分析與研究。

【關(guān)鍵詞】房屋建筑;抗震設(shè)計;重要性;措施

1、房屋建筑抗震設(shè)計的重要性分析

眾所周知，地震會給人們帶來嚴重危害，會對人類家園及生命安全造成毀滅性破壞。地震作為一種自然災(zāi)害，具有突發(fā)性與不可測性，特別是近年來，經(jīng)濟發(fā)展迅猛，城市人口數(shù)量激增，涌現(xiàn)出了各種高層建筑，如若發(fā)生地震災(zāi)害，將會造成無可估量的損失。盡管人們已經(jīng)認識到地震災(zāi)害的危害性，但因為科技水平受限導(dǎo)致地震災(zāi)害仍然不能做到有效預(yù)測，也就不能采取有效的防護準備。加強房屋建筑抗震設(shè)計，能在地震災(zāi)害發(fā)生時為建筑物安全提供有效保障，人們生命財產(chǎn)也就獲得保障。將抗震設(shè)計運用到房屋建筑過程中，能夠使建筑物更加穩(wěn)定安全，一旦發(fā)生地震災(zāi)害，將能有效抵抗地震波的危害。

2、加強房屋建筑抗震設(shè)計的措施

2.1 科學(xué)選擇建筑結(jié)構(gòu)體系

建筑結(jié)構(gòu)體系的選擇將直接關(guān)系到房屋建筑的抗震效果，為了加強抗震設(shè)計，應(yīng)當考慮建筑整體，避免因個別建筑結(jié)構(gòu)而對建筑物抗震效果造成不利影響。之所以進行房屋建筑設(shè)計，目的是為了確保建筑結(jié)構(gòu)體系安全穩(wěn)定，滿足人們的多樣化需求，對建筑結(jié)構(gòu)體系而言，應(yīng)當具備較強的抗災(zāi)害能力，確保各構(gòu)件均達到設(shè)計標準，即便一個部分出現(xiàn)問題，依舊能確保建筑整體結(jié)構(gòu)安全。當然，設(shè)計人員還應(yīng)深入分析地震的傳遞路基，對各項參數(shù)運算進行有效控制。在豎向結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，要求承擔(dān)建筑物自身荷載，確保其具有應(yīng)力水平良好，比如說，轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，設(shè)置上部結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件就是為了傳遞重力荷載。除此之外，對于建筑結(jié)構(gòu)剛度與強度，設(shè)計人員也應(yīng)加強控制，確保各構(gòu)件受力均勻。

2.2 加強隔震及減震設(shè)計

目前，可以采用的隔震設(shè)計主要有如下幾種：一是軟墊隔震技術(shù)，這種技術(shù)主要是在房屋底部設(shè)置多個帶有鉛芯的鋼板橡膠塊的隔震裝置，房屋坐落于軟墊之上，這樣一旦房屋遭遇地震，房屋底部就會與地面發(fā)生相對位移，延長房屋自振周期，變形量均由軟墊承受，減小上部結(jié)構(gòu)層間側(cè)移，避免了保護結(jié)構(gòu)受到損壞。二是滑移隔震技術(shù)。該技術(shù)是在建筑物基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)之間設(shè)置滑移面，然后選用摩擦系數(shù)小的摩擦材料，這樣地震發(fā)生時，上部能夠相對基礎(chǔ)發(fā)生水平滑動，就能發(fā)揮隔離地面運動的作用。建筑滑動過程中必然產(chǎn)生摩擦，能有效耗散地震能量，阻止能量繼續(xù)向上傳遞，從而起到減震的作用。三是擺動隔震技術(shù)。這種技術(shù)是在可擺動的短柱群上設(shè)置基礎(chǔ)，也可以將基礎(chǔ)底部設(shè)計成圓球狀，然后將圓形彈簧設(shè)置于基礎(chǔ)側(cè)面，以起到阻尼器的作用。

可供采用的減震措施主要包括如下幾種：一是提高結(jié)構(gòu)阻尼。結(jié)構(gòu)的彈性地震反應(yīng)與結(jié)構(gòu)阻尼比、自振周期呈反向變動關(guān)系。結(jié)構(gòu)阻尼能夠有效減小共振反應(yīng)，并受材料、地基土質(zhì)、結(jié)構(gòu)類型以及振動性質(zhì)等因素影響，所以，在設(shè)計過程中，應(yīng)當優(yōu)先選用比較大的阻尼結(jié)構(gòu)類型與體系。此外，還可在建筑結(jié)構(gòu)上合理設(shè)置阻尼器，從而有效吸收地震輸入能力，控制結(jié)構(gòu)變形。二是采用高延性構(gòu)件。建筑物抗震性能主要受建筑結(jié)構(gòu)吸收和耗散地震能量的能力影響，換言之就是結(jié)構(gòu)延性大小決定的，也可以說是由承載力與變形能力共同決定的，當前，運用較多的是強柱弱梁、加強梁柱與塑性鉸的辦法，促進建筑結(jié)構(gòu)延性增強。

2.3 合理計算建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)

作為一種典型的自然災(zāi)害，地震災(zāi)害如若發(fā)生，不僅會破壞建筑物結(jié)構(gòu)，還會對人們的生命與財產(chǎn)安全產(chǎn)生威脅，那么就需要努力做好抗震設(shè)計工作。考慮到地震災(zāi)害超強的破壞力，且存在不可控因素，這時開展抗震設(shè)計工作就能有效減小損失。結(jié)合對地震災(zāi)害現(xiàn)象的分析，可以發(fā)現(xiàn)，同一地震等級對不同地區(qū)及建筑物產(chǎn)生的影響也存在顯著差異。這時開展抗震設(shè)計工作，就要充分考慮實際，科學(xué)制定抗震設(shè)計方案，確保抗震效果。在此過程中，需要涉及到結(jié)構(gòu)參數(shù)的計算，合理運用相關(guān)方法，使計算獲得的參數(shù)更加準確有效。在抗震設(shè)計前期，可開展地震災(zāi)害模擬試驗，分析地震對建筑物造成的危害，配合計算，制定出應(yīng)急設(shè)計方案，在抗震設(shè)計的各環(huán)節(jié)中得以落實。此外，準確計算建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)，既能促進建筑結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性提升，也能據(jù)此開展建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，使建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計更加完整準確。

2.4 加強柱梁混凝土強度的設(shè)計

根據(jù)強柱弱梁的原則，柱混凝土的強度要比梁混凝土強度等級高出1-2級，并且這種強度差會隨建筑高度的增高而逐漸加大。此時柱的混凝土強度需要達到C45-C60，而梁板結(jié)構(gòu)的強度為C25-C35，強度差如果超出10MPa，將不利于節(jié)點混凝土的澆筑。

如果柱梁混凝土強度差低于5MPa，那么對于邊節(jié)點或中節(jié)點，因為梁對節(jié)點存在約束作用，加上梁筋縱橫穿過節(jié)點，就可以按照強節(jié)點原則，將梁板與節(jié)點共同澆筑，可以澆筑梁板混凝土

如果柱梁混凝土強度差超出10MPa，在節(jié)點澆筑過程中，可采用與柱強度一致的混凝土進行澆筑。首先進行節(jié)點混凝土的澆筑，采用塔吊澆筑的方式，控制混凝土的坍落度，讓其高度高出樓面，不作振搗處理。然后進行梁板混凝土的澆筑，對分界部位進行澆筑處理，一旦達到標高，可以先對節(jié)點區(qū)混凝土進行振搗，緊接著振搗梁板混凝土，避免節(jié)點區(qū)混凝土漿流失，又能避免梁板低強度的混凝土進入節(jié)點區(qū)，并在初凝時間前2h內(nèi)完成振搗工作。

結(jié)語：

總之，在房屋建筑設(shè)計中，抗震設(shè)計發(fā)揮著十分重要的作用，尤其是地震災(zāi)害發(fā)生過程中，做好抗震設(shè)計工作，能夠為房屋建筑的穩(wěn)定性與安全性提供保障，減小自然災(zāi)害造成的損失。為了加強抗震設(shè)計，應(yīng)當明確其重要性及具體的設(shè)計原則，采取多種有效措施，如合理選擇施工場地與建筑結(jié)構(gòu)體系、構(gòu)筑多重抗震防線、準確計算建筑結(jié)構(gòu)參數(shù)，確保建筑抗震設(shè)計科學(xué)合理，這樣就能有效減小地震災(zāi)害造成的損失。

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作者簡介：

李澤，男，大學(xué)本科（工學(xué)學(xué)士），工程師，土木工程，主要從事建筑工程技術(shù)和房屋建筑設(shè)計。